A QUANTUM CHEMICAL STUDY ON 3-HYDROXY-6-[(4-HYDROXYPHENYLAMINO)METHYLENE]CYCLOHEXA-2,4-DIENONE

Abstract

This work presents a quantum chemical computational study on the tautomeric forms of 3-Hydroxy-6-[(4-hydroxyphenylamino)methylene]cyclohexa-2,4-dienone, (I), an o-hydroxy Schiff base compound. The calculated bond lengths, bond angles and the torsion angles of the keto-amine tautomeric form of the title compuond were compared with the experimental counterparts. The second order non-linear optical properties were calculated for both keto-amine and enol-imine tautomeric forms of the molecule. The thermodynamic properties were examined at different temperature values in the range of 100-1000 K. The natural bond orbital (NBO) analysis and optimization in different solvents were processed to understand the electronic structure. B3LYP hybrid functional and the 6-31G(d,p) basis set were used in all the quantum chemical calculations in this work.

Keywords

• Schiff base,keto-enol tautomerizm,DFT,NBO,non-lineer optical properties

3-HİDROKSİ-6-[(4-HİDROKSİFENİLAMİNO)METİLEN]SİKLOHEKZA-2,4-DİYENON’ IN KUANTUM KİMYASAL HESAPLAMALARI ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA

Abstract

Bu çalışmada, bir Schiff bazı bileşiği olan 3-Hidroksi-6-[(4-hidroksifenilamino)metilen]siklohekza-2,4-diyenon (I)’ un kuantum kimyasal hesaplamalar ile karakterizasyonu sunulmaktadır. (I) molekülünün keto tautomerik formunun deneysel (X-ışınları) geometrik parametreleri yani bağ uzunlukları, bağ açıları ve torsiyon açıları teorik geometrik parametre değerleri ile kıyaslanmıştır. Molekülün hem enol hem de keto tautomerik formdaki yapıları için çizgisel olmayan optik özellikleri ve elektronik özellikleri hesaplanmış, 100 K ile 1000 K sıcaklık aralığında termodinamik özellikleri incelenmiş ve doğal bağ orbitali (NBO) analizleri yapılmıştır. Enol ve keto formların elektronik yapıları hesaplanırken farklı çözücü ortamlarının özelliklere etkisinin anlaşılması için hesaplamalar gaz fazında ve kloroform, dikloretan, dimetilsülfoksit ve su gibi çeşitli çözücü fazlarında yürütülmüştür. Bütün kuantum kimyasal hesaplamalar B3LYP hibrit fonksiyoneli ve 6-31G(d,p) baz seti kullanılarak yoğunluk fonksiyoneli teorisi (YFT) ile yapılmıştır.

Keywords

• Schiff bazı,keto-enol tautomerizmi,YFT,NBO,çizgisel olmayan optik özellikler

References

1. [1] MD, Cohen, GMJ Schmidt, S, Flavian, J Chem Soc, 2041(1964).
2. [2] E. Hadjoudis , M. Vitterakis , M. Mavridis, Tetrahedron, 43, 1345, (1987).
3. [3] Moustakali-Mavridis, I,E. Hadjoudis , A. Mavridis, Acta Cryst, B34, 3709 (1978).
4. [4] R.H Lozier, R.A Bogomolni,W. Stoeckenius , J. Biophys, 15, 955, (1975).
5. [5] E. Hodnett, W.J Dunn, J Med Chem 13:768, (1970).
6. [6]E. Hadjoudis, Mol Eng, 5(4),301, (1995).
7. [7] AP. Alivisatos, PF. Barbara, AW. Castleman,J. Chang, DA Dixon, ML. Klein, GL. McLendon, JS. Miller, MA. Ratner, PJ. Rossky, SI. Stupp, ME. Thompson, Advanced Materials 10(16):1297, (1998).
8. [8] L. Dalton, Adv Polym Sci, 158:1(2002).

9. [9] E. Temel, Ç. Albayrak, O. Büyükgüngör, M. Odabaşoğlu, Acta Cryst E 62:o4484,(2006).
10. [10] H. Petek, Ç. Albayrak, N. Ocak-İskeleli,E. Ağar, İ. Şenel, J Chem Cryst 37:285, (2007).
11. [11] T. Ziegler, Pure Appl Chem 63:873, (1991).
12. [12] PMW. Will , BG Johnson, JA, Pople, MJ. Frisch, Chem Phys Letters 197:499, (1992).
13. [13] C. Lee, W. Yang, RG. Parr, Phys Rev B 37:785, (1988).
14. [14] AD Becke, J Chem Phys 98:5648, (1993).
15. [15] PC. Hariharan, JA. Pople, Theor Chim Acta 28:213, (1973).
16. [16] R. Ditchfield, WJ. Hehre, JA. Pople, J Chem Phys 54:724, 1971.
17. [17] B. Koşar, Ç. Albayrak, M. Odabaşoğlu, O. Büyükgüngör, Acta Cryst E 61:o2106, (2005).
18. [18] MJ. Frisch, et al. Gaussian, Inc.,CT.Wallingford, (2004).
19. [19] B. Koşar, O. Büyükgüngör, Ç. Albayrak ve M. Odabaşoğlu,3-Hidroksi-6-[(4-hidroksifenilamino) metilen]siklohekza-2,4-diyenon, Acta Cryst. (2004). C60, o458-o460.
20. [20] D. Sajan, J. Hubert, VS. Jayakumar, J. Zaleski , J Mol Struct 785:43, (2006).
21. [21] S. Sebastian, N. Sundaraganesan, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 75:941, (2010).
22. [22] L. Fang, GC. Yang, YQ. Qiu, ZM. Su, Theor Chem Account 119:329, (2008).
23. [23] A. Karakaş, H. Unver, A. Elmali, J Nonlinear Optical Physics and Materials 16:91, (2007).
24. [24] D. Avcı, “Heteroatom İçeren Bazı Aromatik Moleküllerin Lineer Olmayan Optik ve Spektroskopik Özelliklerinin Teorik Olarak İncelenmesi”, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, (2009).
25. [25] N. Günay, H. Pir, Y.Atalay, “L-Asparaginyum pikrat molekülünün spektroskopik özelliklerinin teorik olarak incelenmesi”, SAÜ Fen Edebiyat Dergisi, 1(2011).
26. [26] K. Fukui, “Role of Frontier Orbitals in Chemical Reactions”, Science 218, 747-754(1982).
27. [27] R. Pearson, “Absolute electronegativity and hardness: applications to organic chemistry”, J. Org.Chem., 54 1423-1430(1989).