SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND QUANTUM CHEMICAL CALCULATIONS OF SUBSTITUTED 1,2,4-TRIAZOLE DERIVATIVES

Abstract

Bu tez deneysel ve teorik çalışmalar olmak üzere iki ana aşamada planlanmıştır. Aşama 1: Tezde çalışılan yapıların sentezi ve karakterizasyonu Bu aşamada, N-fenil-2-(tiyofen-2-karbonil)hidrazin-1-karbotioamid ve N-etil-2-(tiyofen-2-karbonil)hidrazin-1-karbotioamid, etil alkol varlığında sırasıyla etil izotiyosiyanat ve fenil izotiyosiyanat ile tiyofen-2-karbohidrazidin reaksiyonundan elde edilir. Elde edilen N-fenil-2-(tiyofen-2-karbonil) hidrazin-1-karbotioamid ve N-etil-2-(tiyofen-2-karbonil) hidrazin-1-karbotioamid, halka kapanmasını vermek üzere baz (KOH) ilave edildi. Halka kapanma reaksiyonunun sonucu, 4-fenil-5-(2-tiofen)-2,4-dihidro-3H-1,2,4-triazol-3-tiyon ve 4-etil-5-(2-tiyofen)-2,4-dihidro-3H-1,2,4-triazol-3-tiyon elde edildi. İkinci aşamada elde edilen 4-fenil-5-(2-tiyofen) -2,4-dihidro-3H-1,2,4-triazol-3-tiyon bileşiği, bileşik 1-(3-metil-3)'e dönüştürüldü. -mesitil) -siklobütil-2 - {[5-(tiofen-2-il)-4-fenil-4H-1,2,4-triazol-3-il]sülfanil}-etanon, 2-kloro-1 ile reaksiyona sokularak - (3-metil-3-mesitil-siklobutil) -etanon, potasyum karbonat içeren kuru aseton içinde. 2-kloro-1-(3-metil-3-mesitil-siklobütil)-etanon sentezi, literatür talimatına göre sentezlendi. Ayrıca ikinci aşamada hazırlanan 4-etil-5-(2-tiyofen)-2,4-dihidro-3H-1,2,4-triazol-3-tiyon dört farklı kumarin bileşiği ile reaksiyona sokularak elde edilen bileşikler aşağıdakileri içerir: kumarin, 3,4,5-tri-ikameli 3,4,5-tri-ikameli 1,2,4-triazol sülfonil bileşikleri. Tarafımızdan hazırlanan organik bileşikler, uygun saflaştırma yöntemleriyle saflaştırıldıktan sonra deneysel olarak FT-IR, 1H-NMR ve 13C-NMR gibi spektroskopik yöntemler ile karakterize edilmiştir. Aşama 2: Tezde sentezlenen maddelerin teorik karakterizasyonu: Ayrıca deneysel olarak elde edilen bileşiklerin karakterizasyon çalışmalarının yanı sıra, moleküler Gaussian 09W ve GaussWiew 5.1 paket programları ve Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) metodu kullanılarak cc-PVDZ temel seti seviyesinde teorik olarak da hesaplamalar yapıldı. Yapılan çalışmalar sonucunda deneysel ve hesaplanan değerlerin uyum içerisinde oldukları görülmüştür. Tüm bileşikler için moleküler elektrostatik potansiyel (MEP), atomlar üzerindeki yük dağılımı ve termodinamik parametreler değerlendirildi. B3LYP/cc-Pvdz kullanılan tüm bileşikler farklı parametreler hesaplandı. Bu parametreler arasında en yüksek dolu moleküler orbitalin enerjisi (EHOMO), en düşük boş moleküler orbitalin enerjisi (ELUMO), enerji bant aralığı (?E)= ELUMO - EHOMO), dipol momenti (?), sertlik (?), yumuşaklık (?), elektronegatiflik (?), elektrofiliklik indeksi (?), nükleofilisite (?) indeksi ve inhibitör ve metal yüzey arasında elektron transfer etmek ile ilgili olan Aktarılan elektronların oranı (?N) bulunur.This thesis are planned in two main stages experimental and theoretical studies. Stage 1: Synthesis and characterization of structures to be studied in the thesis In this step, N-phenyl-2- (thiophene-2-carbonyl) hydrazine-1-carbothioamide and N-ethyl-2- (thiophene-2-carbonyl) hydrazine-1-carbothioamide were obtained by the reaction of thiophene-2-carbohydrazide with phenyl isothiocyanate and ethyl isothiocyanate respectively in the presence of ethyl alcohol. The obtained N-phenyl-2-(thiophene-2-carbonyl) hydrazine-1-carbothioamide and N-ethyl-2- (thiophene-2-carbonyl) hydrazine-1-carbothioamide was added base (KOH) to give the ring closure reaction. result of the ring closure reaction is obtained the 4-phenyl-5- (2-thiophene) -2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-thione and 4-ethyl-5-(2-thiophene)-2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-thione. The 4-phenyl-5- (2-thiophene) -2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-thione compound obtained in the second step was converted to compound 1- (3-methyl-3-mesityl) -cyclobutyl-2 - {[5- (thiophen-2-yl) -4-phenyl-4H- 1,2,4-triazol-3- yl] sulfanyl}-ethanone by reaction with 2-chloro-1- (3-methyl-3-mesityl-cyclobutyl) -ethanone in dry acetone containing potassium carbonate. Also 4-ethyl-5-(2-thiophene)-2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-thione which was prepared in a second step is reacted with four different coumarin compounds to obtain compounds containing coumarin, 3,4,5-trisubstituted 3,4,5-trisubstituted 1,2,4-triazole sulfonyl compounds. Organic compounds prepared by us have been experimentally characterized by spectroscopic methods such as FT-IR, 1H-NMR, and 13C-NMR after beıng purified by appropriate purification methods. Stage 2: Theoretical characterization of the substances to be synthesized in the thesis: In addition to the characterization studies of the experimentally obtained compounds, theoretical calculations were made at the cc-PVDZ basis set level by using the Gaussian 09W and GaussView 5.1 packages of molecules and the Density Functional Theory (DFT) method. As a result of the studies, it was seen that experimental and calculated values were in good agreement. The molecular electrostatic potential (MEP), charge distribution on the atoms, and thermodynamic parameters for all compounds were evaluated. Different parameters were calculated for all compounds using B3LYP/cc-Pvdz, those parameters are including energy of the highest occupied molecular orbital (EHOMO), energy of the lowest unoccupied molecular orbital (ELUMO), energy bandgap ( ?E = ELUMO - EHOMO), dipole moment (?), hardness (?), softness (?), electronegativity (?), electrophilicity index (?), nucleophilicity (?) index and The fraction of transferred electrons (?N) which is related to transfer electron between the inhibitor and metal surface.