Bazı Tiyazol Bileşiklerinin Kristal Yapılarının X- Işınları İle Aydınlatılması ve Teorik Hesaplama Yöntemleriyle Bulunan Sonuçların Karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada tiyazol ve ftalonitril içeren bazı bileşiklerin molekül ve kristal yapıları; X-ışını kırınımı, IR spektroskopisi, UV spektroskopisi yöntemleri ve hesaplamalı yöntemlerden biri olan Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (YFT) kullanılarak incelendi. Kapalı formülleri; C18H21ClN2SO (I), C21H19BrClN3SO.H2O (II), C20H21N3S (III), C21H21N3S1O1 (IV) ve C21H14N2O (V) olan kristaller Fırat Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü Organik Kimya Laboratuarında sentezlendi. Kristal verileri Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fizik Bölümü Kristallografi Laboratuarında STOE IPDS II difraktometresinde toplandı. Kristal yapılar SHELXS-97 programı kullanılarak direkt yöntemler yardımı ile çözüldü ve SHELXL-97 programı kullanılarak en küçük kareler yöntemi ile arıtıldı. X-ışını kırınımı sonuçlarından moleküllerin geometrik parametreleri (bağ uzunlukları, bağ açıları, dihedral açılar) belirlendi ve kristal yapı içindeki istiflenmeleri hidrojen bağ analizi (Graph Set Analizi) yapılarak aydınlatıldı.Moleküllerin optimize yapıları ve optimize yapılara ait titreşim frekansları YFT/B3LYP yöntemi ile Gausssian 03W paket programı kullanılarak hesaplandı. Korelasyon grafikleri çizilerek hesaplanan geometrik parametreler deneysel değerlerle karşılaştırıldı. Daha geniş baz seti kullanılarak hesaplanan geometrik parametrelerin X-ışını kırınımından elde edilen sonuçlar ile daha uyumlu olduğu görüldü. IR spektroskopisi çalışmalarında bileşiklerin karakteristik titreşim frekansları belirlendi; N-H gerilme titreşimleri 3300?3115 cm-1 aralığında, O-H gerilme titreşimleri 3563-3171 cm-1 aralığında, N-H eğilme titreşimleri 1654-1560 cm-1 aralığında, C=O gerilme titreşimi 1658 cm-1 de ve C?N gerilme titreşimi 2226 cm-1 de gözlendi. Hesaplanan frekanslar deneysel spektrumdan elde edilen frekanslarla karşılaştırıldı. Teorik ve deneysel frekanslar arasındaki en büyük fark N-H gerilme ve O-H gerilme titreşimlerine ait frekanslarda belirlendi. Bu farkların sebebinin kristal paketlenmesini sağlayan N-H?O, N-H?N ve O-H?O hidrojen bağları olduğu tespit edildi.In this study, molecular and crystal structure of some thiazole and ftalonitril compounds were investigated by experimental methods as X-ray diffraction, IR spectroscopy, UV spectroscopy and by computational method as Density Functional Theory (DFT). The crystals; C18H21ClN2SO (I), C21H19BrClN3SO.H2O (II), C20H21N3S (III), C21H21N3S1O1 (IV) ve C21H14N2O (V) were synthesized in Organic Chemistry Laboratory of Chemistry Department in Firat Universty. Crystal data were collected on a STOE IPDS II diffractometer in Crystallography Laborator of Physics Department in Ondokuz Mayis Universty. Crystal structures have been solved by direct methods with the program SHELXS-97 and refined by using least squares refinement with the program SHELXL-97. In X-ray studies, geometric parameters (bond lengths, bond angles and dihedral angles) were determined and molecular packing was made by hydrogen bond analyses (Graph Set Analyses).The optimized geometries and vibrational frequencies for optimized molecular structure were performed by DFT/B3LYP method with Gausssian 03W software. The calculated and experimental geometric parameters were compared by correlation graphics. The geometric parameters which were calculated with larger basis sets were well correlated with experimental results. In IR studies the characteristic vibrational frequencies were assigned for all compounds; The N-H stretching vibrations observed in 3300?3115 cm-1, O-H stretching vibrations observed in 3563-3171 cm-1, N-H bend vibrations observed in 1654-1560 cm-1, C=O stretching vibration observed in 1658 cm-1 and C?N stretching vibration observed in 2226 cm-1. The selected experimental IR frequencies compared with the calculated frequencies. The largest deviations of frequencies between calculated values and experimental ones were found for O?H and N?H stretching vibrations. These deviations were indicated that the crystal packing is mainly stabilized by N-H?O, N-H?N ve O-H?O hydrogen bonds.