Bazı İmidazol, Tiyazol ve Schiff Bazlı Bileşiklerin Kristal Yapılarının X-ışını ve Hesaplamalı Yöntemlerle Belirlenmesi

Abstract

Bu tez C15H13ClN2S (I), C24H21Cl2N5 (II), C27H25N3S (III), C19H20N4S (IV), C23H26N4S (V) ve C18H23NS (VI) organik moleküllerin X-ışını kristal yapı analizlerini ve hesaplamalı yöntemlerle elde edilen bazı özelliklerini içermektedir.Kullanılan tüm kristaller Fırat Üniversitesi Kimya Bölümü Organik Kimya Laboratuarında sentezlenmiş ve kristal verileri Fizik Bölümü Kristalografi Laboratuarındaki STOE IPDS II difraktometresinde toplanmıştır.Tiyazol, imidazol, pirol ve Schiff bazı gibi grupları içeren kristallerin yapılarının çözümlenmesinde SHELXS-97 (Scheldrick, 1997) arıtılmasında ise SHELXL-97 (Scheldrick, 1997) programları kullanılmıştır. Çözümde direkt yöntemler, arıtımda ise en küçük kareler yöntemleri ile sonuca ulaşılmıştır. Kristallerin geometrik yapıları (bağ uzunlukları, bağ açıları, torsiyon açıları), molekül içi ve moleküller arası etkileşimleri hakkında bilgiler edinilmiştir.Teorik hesaplamalar Gaussian03W (Frisch ve ark., 2004) paket programı ile yapılmıştır. Hesaplamalarda tüm moleküllerin gaz fazındaki yalıtılmış durumda kararlı yapıları Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi ve Hartree-Fock temel alınarak incelenmiştir. DFT ve HF yöntemleriyle potansiyel enerji yüzeyleri üzerindeki global minimumlara karşılık gelen en kararlı geometriyi bulmak üzere geometri optimizasyonu, titreşim frekansları, Mulliken yük dağılımları, dipol momentler, öncü moleküler orbitaller (HOMO ve LUMO) farklı baz setleri kullanılarak (6-311G(d, p), 6-31G(d, p), 6-31G(d), 3-21G) hesaplatılmıştır. Böylece X-ışınları kırınımı yöntemi ile elde edilen sonuçlara yeni bilgiler eklenmiş ve teorik çalışma ile deneysel sonuçlar desteklenmiştir.Anahtar Kelimeler: X-Işını Kırınımı, İmidazol, Schiff Bazları, Hesaplamalı Kimya Yontemleri, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi, Hartree-Fock.This thesis contains X-ray crystal structure analysis and some properties, obtained from computational methods, of the C15H13ClN2S (I), C24H21Cl2N5 (II), C27H25N3S (III), C19H20N4S (IV), C23H26N4S (V) and C18H23NS (VI) organic molecules.All crystals investigated in this study were synthesized in Firat University Department of Chemistry the Organic Chemistry Laboratory and the crystal data were collected on a STOE IPDS II diffractometer in the Crystallography Laboratory of Physics Department.The studied thiazole, imidazole, pyrrol ve Schiff base crystals have been solved by using direct methods with the program SHELXS-97 (Scheldrick, 1997) and refined by using least squares refinement with the program SHELXL-97 (Scheldrick, 1997). Geometrical parameters (bond lengths, bond angles, torsion angles), intramolecular and intermolecular interactions of the structures were calculated and interpreted.The theoretical calculations were performed with Gaussian03W (Firsch at all., 2004) software. In calculations, the stable structure geometries of the isolated molecules in the gas phase were investigated under the framework of Density Functional Theory and Hartree-Fock. In order to find the stable molecular geometries, the global minimum scanning were performed on the potential energy surfaces with DFT and HF methods and some properties of molecules such as vibrational frequencies, Mulliken population analyses, dipole moments, frontier molecular orbitals (HOMO and LUMO) and were calculated with different basis sets (6-311G(d, p), 6-31G(d, p), 6-31G(d) and 3-21G). Thus the results obtained from X-ray diffraction experiment were supported and additive information about molecules were achieved.Keywords: X-Ray Diffraction, Imidazole, Schiff Base, Computational Chemistry Methods, Density Functional Theory, Hartree-Fock.