Date of Award

12-2023

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Chemistry

Department

Chemistry

First Advisor

Dr. Ziad Moussa

Abstract

Isoselenocyanates have a crucial role as reactants in chemical processes, facilitating the efficient synthesis of significant chemical intermediates and physiologically active chemicals. The utilization of (Z)-2-oxo-N-phenylpropanehydrazonoyl chlorides in a one-step procedure for the synthesis of the core structure of various heterocyclic compounds has been widely explored. This study focuses on the synthesis of 5-arylimino-1,3,4-selenadiazole derivatives through the reaction of isoselenocyanates with various substituted (Z)-2-oxo-N-phenylpropanehydrazonoyl chlorides. The objective is to achieve selective and accurate formation of these derivatives. The derivatives exhibit a diverse range of functional groups on both aryl rings. The synthetic procedure is conducted under ambient conditions, promoting environmental sustainability, and ensuring safe manipulation. This technique exhibits versatility in its application across several substrates, yielding outcomes of superior quality. A total number of 46 selenadiazoles derivatives are acquired using the process of gravity filtering, and their chemical structures are confirmed utilizing multinuclear NMR spectroscopy and precise mass spectrometry techniques.
Single-crystal X-ray diffraction analysis was also used to successfully define the precise molecular structure of the reported 5-arylimino-selenadiazole regioisomer in this investigation. The substances (Z)-1-(4-(4-iodophenyl)-5-(p-tolylimino)-4,5-dihydro- 1,3,4-selenadiazol-2-yl)ethan-1-one and (Z)-1-(5-(4-methoxyphenyl)imino)-4,5-dihydro-1,3,4-selenadiazol-2-yl)ethan-1-one were analyzed as-4-(4-(methylthio)phenyl)-4,5-dihydro-1,3,4-selenadiazol-2-yl)ethan-1-one. (Z)-2-oxo-N-phenylpropanehydrazonoyl chloride and (Z)-N-(3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl)-2 oxopropanehydrazonoyl chloride are two examples of hydrazonoyl chloride reactants that have had their (Z)-geometry validated by X-ray diffraction experiments. Density functional theory (DFT) calculations were performed at the B3LYP-D4/def2-TZVP level to corroborate the experimental findings and hypothesized mechanism.

Arabic Abstract


التحضير المحفز لمركبات السيليناديازول المحتمل أن تكون نشطة بيولوجيا

تُعد الإيزوسيلينوسيانات مركبات ذات قيمة في التفاعلات الكيميائية الضرورية لإنتاج بعض المركبات الكيميائية المهمة وكذا مركبات ذات تأثير حيوي، تم استخدام مركبات (2-(Z)-أوكسو-N-فينيل بروبان هيدرازونويل كلوريد)((Z)-2-oxo-N-phenylpropanehydrazonoyl chlorides) بشكل واسع في تفاعلات من خطوة واحدة لبناء الهيكل الأساسي لمجموعة متنوعة من المركبات الحلقية. في هذه الدراسة، نتناول تفاعلاً يجمع بين الإيزوسيلينوسيانات ومركبات (2-(Z)-أوكسو-N-فينيل بروبان هيدرازونويل كلوريد) المستبدلة بطرق مختلفة لتوليد مجموعة من مشتقات 5-أريل إيمينو-4،1،3-سيليناديازول بانتقائية وبدقة. هذه المشتقات تحتوي على مجموعة واسعة من المجموعات الوظيفية على حلقتي الأريل. عملية التخليق تتم تحت ظروف درجة حرارة الغرفة، وتعتبر مناسبة لعدد كبير من المواد، وتقدم نتائج جيدة إلى عالية. في جميع الحالات، تم فصل 46 مركب من السيليناديازولات بواسطة ترشيح الجاذبية، وتم التحقق من هياكلها الكيميائية باستخدام تقنية الرنين النووي المغناطيسي متعدد النوى والطيف الكتلي عالي الدقة.
تم أيضاً استخدام تحليل حيود الأشعة السينية أحادية البلورة لتحديد التركيب الجزيئي الدقيق لمشتقات 5-أريل إيمينو-1،3،4-سيليناديازول الذي تم مناقشته في هذا البحث. المواد 1-(Z)-(4-(4-يودوفينيل)-5-)باراتولايل4,5-(-ثنائي هيدرو-4، 3، 1- سيليناديازول-2-ييل) إيثان-1- واحد و1- (Z)-(5-(4- ميثوكسي فينيل) إيمينو)-5، 4- ثنائي هيدرو-1,3,4- سيليناديازول-2-ييل) إيثان-1-ون تم تحليلها كـ-4-(4-(ميثيلثيو) فينيل)-5، 4-ثنائي هيدرو-4 ،3، 1- سيليناديازول-2 ييل)إيثان-1 واحد. المركبان 29a و29h هما مثالان لمتفاعلات كلوريد الهيدرازونويل التي لها الاتجاه الفراغي (Z)- تم التحقق من صحة الهندسة من خلال تجارب حيود الأشعة السينية. تم إجراء حسابات نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) على مستوى (B3LYP-D4/def2-TZVP) لتأكيد النتائج التجريبية والآلية المفترضة.

Download

Included in

Chemistry Commons

COinS