2-Asetilpiridin Bazlı Kalkonun Hg2+ Sensör Malzemesi Olarak Kullanılması: Deneysel ve Teorik İnceleme

Bu çalışma, Hg2+ iyonunun belirlenmesinde 2-asetilpiridin bazlı kalkon yapısının UV-görünür bölge spektroskopisi yardımıyla kullanışlı bir sensör malzemesi olarak değerlendirilmesini rapor etmektedir. Bu bağlamda, ilk olarak, en yaygın yirmi metal iyonu, bilinen reaksiyonlara göre 2-asetilpiridin ve 4-difenilaminobenzaldehitten sentezlenen kalkon yapısı ile etkileştirildi. Sonuç olarak, çalışılan kalkon bileşiği asetonitril/su ortamında önemli oranda kırmızıya kayarak Hg2+ iyonuna karşı oldukça iyi sensör aktivitesi gösterdi. Ayrıca, kalkonun ve onun Hg2+ kompleksinin bazı fotofiziksel/elektronik parametreleri deneysel ve teorik olarak belirlendi. Asetonitril ortamındaki teorik hesaplamalar için B3LYP, PBE0 metotları ile SVP, TVZP ve TVZPP temel setleri kullanıldı. En son olarak ise, deneysel sonuçlar açıklandı ve önerilen sensör mekanizması yoğunluk fonksiyon teorisi (DFT) çıktıları ile desteklendi.

Employing of 2-Acetylpyridine Based Chalcone as Hg2+ Sensing Material: Experimental and Theoretical Examination

This study reports the evaluation of 2-acetylpyridine based chalcone structure as a useful sensing material for Hg2+ ion detection by the means of UV-visible spectroscopy. In this context, firstly, the most common twenty metal ions were treated by the chalcone structure which was synthesized from 2-acetylpyridine and 4-diphenylaminobenzaldehyde according to the known procedures. As result, the studied chalcone compound exhibited good sensing activity towards Hg2+ ion in acetonitrile/water medium with significant red-shift phenomenon. In addition, some photophysical/electronic parameters of the chalcone and its Hg2+ complex were determined experimentally and theoretically. B3LYP, PBE0 methods and SVP, TVZP, and TVZPP basis sets were used for theoretical calculations in acetonitrile media. Finally, experimental results were explained and the proposed sensing mechanism was supported via density functional theory (DFT) outputs.

___

  • [1]T.W. Clarkson, “The toxicology of mercury, critical reviews in clinical laboratory sciences,” Crit Rev Clin Lab Sci, vol. 34, no. 4, pp. 369-403, 1997.
  • [2]L. Bensefa-Colas, P. Andujar, A. Descatha, “Intoxication par le mercure,” Rev Med Interne, vol. 32, no. 7 pp. 416-424, 2011.
  • [3]K. Lohman, P. Pai, C. Seigneur, L. Levin. “Sensitivity analysis of mercury human exposure,” Sci Total Environ, vol. 259, pp. 3-11, 2000.
  • [4]T. W. Clarkson, “Human toxicology of mercury,” J Trace Elem Exp Med, vol. 11, pp. 303-317, 1998.
  • [5]S. K. Pandey, K.H Kim, R.J.C Brown, “Measurement techniques for mercury species in ambient air,” RJC Trends Anal Chem, vol. 30, no. 6, pp. 899-917, 2011.
  • [6]S.M. Wilhelm, N. Bloom, “Mercury in petroleum,” Fuel Process Technol, vol. 63, pp 1-27. 2000.
  • [7]R. Wagemann, E. Trebacz, G. Boila, W.L. Lockhart, “Mercury species in the liver of ringed seals,” Sci Total Environ, vol. 261, pp. 21-32 2000.
  • [8]N.J. Langford, R.E. Ferner J, Hum, “Toxicity of mercury,” Hypertens, vol. 13, pp. 651-656.
  • [9]E. Orhan, E. Ergun, K. Şarkaya, Ü. Ergun, “A novel benzimidazole‑based chemosensor for fluorometric determination of zinc ions,” J Fluoresc, vol. 31, pp. 1833-1842, 2021.
  • [10]E. Halay, “Cation sensing by a novel triazine‑cored intermediate as a fluorescent chemosensor incorporating benzothiazole fluorophore,” Res Chem Intermed, vol. 47, pp. 4281-4295, 2021.
  • [11]A. Ciupa, M.F. Mahon, P.A. De Bank, L. Caggiano, “Simple pyrazoline and pyrazole “turn on” fluorescent sensors selective for Cd2+ and Zn2+ in MeCN,” Org. Biomol. Chem, vol. 10, pp. 8753-8757, 2012
  • [12]Y. Chen, T. Tang, Y. Chen, D. Xu, “Novel 1,8-naphthalimide dye for multichannel sensing of H+ and Cu2+,” Res Chem Intermed, vol. 44, pp. 2379-2393, 2018.
  • [13]B. Ngameni, K. Cedric, A.T. Mbaveng, M. Erdoğan, I. Simo, V. Kuete, A. Daştan, “Design, synthesis, characterization, and anticancer activity of a novel series of O-substituted chalcone derivatives,” Bioorg Med Chem Lett, vol. 35 no. 127827, 2021.
  • [14]N. Gencer, C. Bilen, D. Demir, A. Atahan, M. Ceylan, M. Kucukislamoglu, “In vitro inhibition effect of some chalcones on erythrocyte carbonic anhydrase I and II,” Artif Cells Nanomed Biotechnol, vol. 41, no. 6, pp. 384-388, 2013.
  • [15]S. Narwal, S. Kumar, P, Kumar Verma, “Synthesis and biological activity of new chalcone scaffolds as prospective antimicrobial agents,” Res Chem Intermed, vol. 47, pp. 1625-1641, 2021.
  • [16]I. Karaman, H. Gezegen, M.B. Gürdere, A. Dingil, M. Ceylan, “Screening of biological activities of a series of chalcone derivatives against human pathogenic microorganisms,” Chem Biodivers, vol. 7, no. 2, pp. 400-408, 2010.
  • [17] A. Gupta, S. Garg, H Singh, "Development of chalcone based derivatives for sensing applications,” Anal Methods, vol. 12, pp. 5022-5045, 2020.
  • [18]S.W. Khor, Y.K. Lee, M.R. Bin Abas, K.S. Tay, “Application of chalcone-based dithiocarbamate derivative incorporated sol–gel for the removal of Hg (II) ion from water,” J Sol-Gel Sci Technol, vol. 82, pp. 834-845, 2017.
  • [19]S.H. Mashraqui, T. Khan, S. Sundaram, S. Ghadigaonkar, “Phenothiazine-pyridyl chalcone: an easily accessible colorimetric and fluorimetric ‘on-off’ dual sensing probe for Cu2+,” Tetrahedron Lett, vol. 49, pp. 3739-3743, 2008.
  • [20]A.M. Asiri, M.M. Al-Amari, S.A. Khan, “Synthesis of nitrogen containing chalcone: a highly sensitive and selective fluorescent chemosensor for the Fe3+ metal ion in aqueous media,” J Fluoresc, vol. 30, pp. 969-974, 2020.
  • [21] C. Fan, X. Wang, “(E)-3-[4-(Diphenylamino)phenyl]-1-(pyridin-2-yl)prop-2-en-1-one,” Acta Cryst, vol. 68, pp. o417, (2012)
  • [22] Z. Liang, X. Wang, G. Dai, C. Ye, Y. Zhou, X. Tao, “The solvatochromism and aggregation-induced enhanced emission based on triphenylamine-propenone,” New J Chem, vol. 39, pp. 8874-8880, 2015.
  • [23] C .Fan, C. Ye, X. Wang, Z. Chen, Y. Zhou, Z. Liang, X. Tao, “Synthesis and electrochromic properties of new terpyridine-triphenylamine hybrid polymers,” Macromolecules, vol. 48, no. 18, 6465-6473, 2015.
  • [24] J. Tauc “Optical properties and electronic structure of amorphous Ge and Si,” Mater Res Bull, vol. 3, no. 37-46, 1968.
  • [25] F. Neese, “The ORCA program system,” Wiley Interdiscip Rev Comput Mol Sci, vol. 2 no. 1, pp. 73-78, 2012.
  • [26]S. Majumder, A. Pramanik, S. Mandal, S. Mohanta, “Experimental and theoretical exploration of sensing and magnetic properties of a triply bridged dicopper(ii) complex: the first discrete metal complex to sense picric acid in pure water,” J Photochem Photobiol, vol. 38 no. 111987, 2019. J
  • [27] T. Cornell, G.R. Hutchison. (2022, July 20). Avogadro: An Open-Source Molecular Builder and Visualization Tool [Online]. Available: http://avogadro.cc
  • [28]M. D. Hanwell, D. E. Curtis, D. C. Lonie, T. Vandermeersch, E. Zurek, G. R. Hutchison, “Avogadro: an advanced semantic chemical editor, visualization, and analysis platform,” J Cheminformatics vol. 4, no. 1, pp. 1-17, 2012.
  • [29]V. Barone, M. Cossi, “Quantum calculation of molecular energies and energy gradients in solution by a conductor solvent model,” J Phys Chem A, vol. 102, no. 11, pp. 1995-2001, 1998.
Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Sayıdaki Diğer Makaleler

İyileştiren Hastane Yaklaşımı ve 21. Yüzyılın Sağlık Kampüslerine Yönelik Tasarım İlkeleri

Nazlıcan BİRİNCİ, Gaye BİROL

Malva neglecta Wallr. (Ebegümeci)’nın In vitro Biyoaktif ve Fitokimyasal Özellikleri

Fatma KESER, Mustafa KARATEPE, Serhat KESER, Suat TEKİN, İsmail TÜRKOĞLU, Omer KAYGİLİ, Ersin DEMİR, Prof. Dr. Ökkeş YILMAZ, Süleyman SANDAL, Sevda KIRBAG

Türkiye’de Üretilen Elektrikli ve İçten Yanmalı Motorlu Araçların Karşılaştırmalı Çevresel Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi

Fehmi Görkem ÜÇTUĞ

SPT-N’ den Hesaplanan Zeminin Kayma Dalgası (Vs)’nın Eskişehir Zemini için İstatistiksel Olarak Değerlendirilmesi

Ebru CİVELEKLER, Yücel GÜNEY

Gaz Tungsten Ark Kaynaklı 10 mm Kalınlığındaki AISI 316L Bağlantıların İçyapı ve Mekanik Karakterizasyonu

Hüseyin Tarık SERİNDAĞ, Gürel ÇAM

Türkçe YouTube Yorumları Üzerinde Spam Filtreleme

Sevinj SHİRZADOVA, Alper Kürşat UYSAL

Elektro Eğirme Yöntemiyle ZnO Nanofiberlerin Üretilmesi ve Karakterizasyonu

Deniz Kadir TAKCI

İki Disazo Boyanın Chironomus riparius (Diptera: Chironomidae) Üzerindeki Mortalite Etkisi ve Akut Toksisitesinin İncelenmesi

Fikret SARI

İmazamoks Herbisidinin Zebra Balığı (Danio rerio) Üzerine Olan Genotoksik Etkisinin Mikronukleus Yöntemi Kullanılarak Araştırılması

Pınar GÖÇ RASGELE, Guncha MEREDOVA, Şerife Gülsün KIRANKAYA

Geometrik Olarak Asimetrik Kompozit Sandviç Kirişlerin Eğilme Yükü Altındaki Davranışı Üzerine Deneysel ve Teorik Çalışma

Fatih BALIKOĞLU, Tayfur Kerem DEMİRCİOĞLU