Yeni Heterosiklik Azo Bileşikler: Sentez, Karakterizasyon ve DFT Hesaplamaları

Günümüzde yeni azo bileşikleri sentezlemek ile birlikte farklı kullanım alanlarında da araştırma yapmak büyük önem taşımaktadır. Kâğıt, gıda, kozmetik, tekstil ve deri gibi birçok sektörde kullanım alanları olduğu gibi yüksek teknoloji ürünlerinde de (lazer baskı materyelleri, yazıcı tonerleri, sıvı kristaller vb.) birden fazla kullanım alanı her geçen gün giderek artmaktadır. Bu çalışmada, bu avantajlar göz önünde bulundurarak, başlangıç maddeleri olarak 3-amino-1H-pirazol-5-ol, 1H-1,2,4-triazol-3-amin, 3-amino-1H-fenil-5-ol bileşiklerinin diazonyum tuzlarının resorsinol ve 3,5-dihidroksi benzoik asitle azo kenetlenmesi sonucu yeni azo bileşikleri sentezlenerek, yapıları FT-IR, 1H-NMR gibi spektroskopik yöntemlerle karakterize edilmiş ve görünür bölge absorpsiyon spektrumları üzerine farklı çözücü etkisi araştırılmıştır. Sentezlenen moleküllerin moleküler geometrisi hesaplamaları, 6-311G (d,p) temel seti ile B3LYP seviyesi kullanılarak Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ile yapılmıştır. Ayrıca HOMO-LUMO orbital hesaplamaları zamana bağlı DFT (TD-DFT) yaklaşımı ile gerçekleştirilmiştir. Yapılmış olan bu çalışma sonucunda heterosiklik amin grubu içeren azo bileşiklerinin batokromik etkiye ve parlak renklere sahip olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışma, literatüre ve boyarmadde endüstrisine önemli katkılar sağlayacağı ve potansiyel uygulamalara temel oluşturacağı öngörülmektedir.

Novel Heterocyclic Azo Compounds: Synthesis, Characterization and DFT Calculations

Today, it is of great importance to synthesize new azo compounds as well as to conduct research in different areas of use. More than one usage area is increasing day by day in high-tech products (laser printing materials, printer toners, liquid crystals, etc.) as well as in many sectors such as paper, food, cosmetics, textile and leather. In this study, considering these advantages, the compounds of 3-amino-1H-pyrazol-5-ol, 1H-1,2,4-triazol-3-amine, 3-amino-1H-phenyl-5-ol were used as starting materials. As a result of azo coupling of diazonium salts with resorcinol and 3,5-dihydroxy benzoic acid, new azo compounds were synthesized, their structures were characterized by spectroscopic methods such as FT-IR and 1H-NMR, and different solvent effects on visible absorption spectra were investigated. Molecular geometry and vibration frequency calculations of synthesized compounds were made with Density Functional Theory (DFT) using 6-311G (d,p) basis set and B3LYP level. Additional, electronic properties and HOMO-LUMO orbital calculations were carried out with time dependent DFT (TD-DFT) approach. As a result of this study, it has been observed that azo compounds containing heterocyclic amine groups have batchromic effects and bright colors. It is anticipated that this study will make important contributions to the literature and the dyestuff industry and will form a basis for potential applications.

___

  • [1] M.R. Maliyappa, J. Keshavayya, M. Mahanthappa, Y. Shivaraj, K.V. Basavarajappa, ''6-Substituted benzothiazole based dispersed azo dyes having pyrazole moiety: Synthesis, characterization, electrochemical and DFT studies,'' J. Mol. Struct, 1199, 126959, 2020.
  • [2] M.N. Matada, K. Jathi, P. Malingappa, I. Pushpavathi, ''Synthesis, spectroscopic, DFT and electrochemical studies of heterocyclic azo dyes derived from 1-{[(E)-benzylideneamino](phenyl) methyl} naphthalen-2-ol,'' Chem. Data Collect, 25, 100314, 2020.
  • [3] M.A. Arafath, F. Adam, F.S.R. Al-Suede, M.R. Razali, M.B.K. Ahamed, A.M.S. Abdul Majid, M.Z. Hassan, H. Osman, S. Abubakar, ''Synthesis, characterization, X-ray crystal structures of heterocyclic Schiff base compounds and in vitro cholinesterase inhibition and anticancer activity,'' J. Mol. Struct, 1149, 216–228, 2017.
  • [4] A.Z. El-Sonbati, M.A. Diab, A.A. El-Bindary, A.F. Shoair, M.A. Hussein, R.A. El-Boz, ''Spectroscopic, thermal, catalytic and biological studies of Cu(II) azo dye complexes,'' J. Mol. Struct, 1141, 186–203, 2017.
  • [5] F.L. Coelho, C. de Á. Braga, G.M. Zanotto, E.S. Gil, L.F. Campo, P.F.B. Gonçalves, F.S. Rodembusch, F. da S. Santos, ''Low pH optical sensor based on benzothiazole azo dyes,'' Sens. Actuators B Chem, 259, 514–525, 2018.
  • [6] F. Borbone, A. Carella, L. Ricciotti, A. Tuzi, A. Roviello, A. Barsella, ''High nonlinear optical response in 4-chlorothiazole-based azo dyes,'' Dyes Pigm, 88, 290–295, 2011.
  • [7] O. V. Kovalchukova, M.A. Ryabov, P. V. Dorovatovskii, Y. V. Zubavichus, A.N. Utenyshev, D.N. Kuznetsov, O. V. Volyansky, V.K. Voronkova, V.N. Khrustalev, ''Synthesis and characterization of a series of novel metal complexes of N-heterocyclic azo-colorants derived from 4-azo-pyrazol-5-one,'' Polyhedron, 121, 41–52, 2017.
  • [8] M.R. Yazdanbakhsh, A. Mohammadi, M. Abbasnia, ''Some heterocyclic azo dyes derived from thiazolyl derivatives; synthesis; substituent effects and solvatochromic studies,'' Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc, 77, 1084–1087, 2010.
  • [9] Ç. Karabacak Atay, M. Gökalp, B.Ö. Tuncer, T. Tilki, ''Antimicrobial activities and absorption properties of disazo dyes containing imidazole and pyrazole moieties,'' J. Macromol. Sci. A, 54, 236–242, 2017.
  • [10] Ç. Karabacak, T. Tilki, B.Ö. Tuncer, M. Cengiz, ''Antimicrobial pyrazole dyes: synthesis, characterization, and absorption characteristics,'' Res. Chem. Intermed, 41, 1985–1999, 2015.
  • [11] S.M. Bachrach, Computational Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA, 2014.
  • [12] I.L. Shegal, K. V. Stanovkina, N.G. Kovalenko, L.M. Shegal, ''Synthesis of azo compounds containing triazole and tetrazole residues,'' Chem Heterocycl Compd, 10, 369–371, 1974.
  • [13] M. Gökalp, B. Dede, T. Tilki, Ç. Karabacak Atay, ''Triazole based azo molecules as potential antibacterial agents: Synthesis, characterization, DFT, ADME and molecular docking studies,'' J. Mol. Struct, 1212, 128140, 2020.
  • [14] M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel et al., Gaussian 09, Revision E.01, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2016.
  • [15] R. Dennington, T.A. Keith, J.M. Millam GaussView, Revision 5.0.9, Semichem. Inc. Shawnee Mission, KS, 2009.
  • [16] A.D. Becke, ''Density‐functional thermochemistry. III. The role of exact exchange,'' J. Chem. Phys, 98, 5648–5652, 1993.
  • [17] P.J. Stephens, F.J. Devlin, C.F. Chabalowski, M.J. Frisch, ''Ab Initio Calculation of Vibrational Absorption and Circular Dichroism Spectra Using Density Functional Force Fields,'' J. Chem. Phys, 98, 11623–11627, 1994.
  • [18] C. Lee, W. Yang, R.G. Parr, ''Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density,'' Phys. Rev. B, 37, 785–789, 1988.
Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2006
  • Yayıncı: Süleyman Demirel Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Tarımda Kullanılan Bazı Mikrobiyal Gübrelerin Eisenia Foetida Deri Dokusu Üzerinde Etkisinin Morfolojik Açıdan Değerlendirilmesi

Şeyma Rukiye YAYLA, Nurgül ŞENOL

Yeni Geliştirilen NUMEXO2 Dijital Elektronik ile EXOGAM2 Dedektörünün K-Parametresine Bağlı Enerji Çözünürlüğü

Vakkas BOZKURT, Sefa ERTURK, Elif ŞAHİN

Zc(3900) Parçacığının Molekül Durumundaki Manyetik Momenti

Ulaş ÖZDEM

Halojen Atomları ve Siyano Grubunun Hekzasen Molekülünün Optik, Elektronik ve Yük Transfer Özellikleri Üzerine Etkisinin İncelenmesi: Moleküler Dizayn Yöntemi, Yapı-Özellik İlişkisi

Gül YAKALI

Ultrasonik Sprey Piroliz Yöntemi ile Üretilen Güneş Soğurucu CH3NH3PbI3-xClx Perovskit Yapısının Optik, Morfolojik ve Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi

Salih AKYÜREKLİ, Murat KALELİ, Murat KOÇ, Durmuş Ali ALDEMİR

131Cs Radyoizotopunun Üretildiği Bazı Nükleer Reaksiyonların Uyarılma Fonksiyonları

Sedat ZENGİN, Vildan ÖZKAN BİLİCİ, İsmail Hakkı SARPÜN

İdrarda Orotik Asit’in Temassız İletkenlik Dedektörü Kullanılarak Kapiler Elektroforez Yöntemi İle Hızlı Tayini

Mehmet Şerif CANSEVER, Nevin ÖZTEKİN, Veselina ADIMCILAR, Tanyel ZÜBARİOĞLU, Ertuğrul KIYKIM, Ayşe AKTUĞLU

Gümüş-Tabanlı Sülfürün Manyetik Doğası ve Elektronik Davranışı Üzerine İlk-İlkeler Çalışması: Ag3MnS4

Aytaç ERKİŞİ, Gokhan SURUCU

CMS HF Dedektöründe Kullanılan Fiberlerin Radyasyondan Gördüğü Zararı Görüntüleme Sistemi

Yalçın GÜLER

Ultrasonik Ortamda Biyokömür Kullanarak Sulu Çözeltiden 5-Florourasilin Giderilmesi: Yanıt Yüzey Modellemesi ve Optimizasyonu

Sema AKAY