ينورتكللاا صاوخلا ةسارد ة
ديدج تاقتشمل ة
نيلونيوكلا تاغبصل
− ٣
− ليرتينوبراك
ةطساوب تاباسح
ةيرظن فاثكلا
ة يفيظولا ة
دادعإ
يشرقلا هيطع ناميلس دوهع
فارشإ د / نازو دمحأ ىهن
صخلملا
أ تبث تابكرم ةسناجتم ريغلا اهتاقتشم و نيلونيوكلا
اهتيلعاف ةجمدملا ةقلحلا تاذ ةظفاحم ريقاقعك
ىلع ةايح .
ا هذه يف ةساردل
تمدختسأ ةيفيظولا ةفاثكلا ةيرظن
( ) DFT ىلع ةدمتعملا ةيفيظولا ةفاثكلا ةيرظن و نمزلا
TD-DFT ( )
ةساردل لأا نيلونيكلا غابصأ نم نيبكرمل ةيرصبلاو ةينورتكللإا صاوخلا و ةيسدنهلا لاكش -
3 -
امهو اًثيدح اترضحُم ليريتنوبرك :
4 - [ 4 - ( يئانث ونيما ليثيم )
نيلينيف ] - 2 - وسكوا - 6,2,2,1 -
يعابر
ويزنبورديه [
ـه ] نيلونيك - 3 - ليريتنوبرك (
(MAPC و
4 - ( 4 - نيلينيفرولك )
- 2 - وسكوا - 6,2,2,1 -
يعابر
ويزنبورديه [
ـه ] نيلونيك - 3 - لياريتنوبرك (
.) CPC ىلإ ةفاضلإاب لا
ت تو و ةيرارحلا ةيرم (
3,6 - رب لاقتنإ و
نوت
يئزجلا نمض )
و تابكارتم وخلاو ءاملا
ةيضمحلا صا /
نيبكرملا ىدحلإ ةيدعاقلا (
) MAPC اهتسارد مت
.
ىلثُملا لاكش لأا (
ةقاطلا يف لقلاا ةيسدنهلا لاكشلأا )
نيئيزجلل و MAPC
قرط ثلاث مادختسإب تبسُح CPC
يهو ةيفيظو B3LYP
و CAM-B3LYP و
ωB97XD ةعومجملا ةدعاق عم
6-311G++(d,p) نم و
ةيرولبلا تانايبلا عم تنروٌق مث (Crystal data)
اًدج ةهيبش تائيزجل ةحاتملا امهب
. اياوزلاو طباورلا لاوطأ
ةساقُملا اًيلمع
اًيرظن ةبوسحملا و ديج قافو يف اتناك
. ةيطخلالا ةيرصبلا صاوخلا (
) NLO ةقلعتملا
نيئيزجل ةيباطقتسإ قوفلاو ةيباطقتسلإاب MAPC
CPC و دقت مت اًضيأ اهري .
صاوخ امهل نيبكرملا لاك
رصب ةي تلا نيعجرملا نيب اعقت و ةيطخلا نييديلق
( اراب و ايرويلا -
ورتين أ نييلين .) نم ققحتلا مت تلاعافتلا
تاذ
ةعيبطلا ةيطعملا
و نورتكلإل ةلبقتسملا
نورتكلإل لخاد
لا
يزج
ء
ةينقت قيبطتب نيبكرملل ةنحشلا لاقتنا كلذكو
ةيعيبطلا ةطبارلا تاردم NBO (
.) دودحلا ةيماملأا
ئيزجلا (FMO) ةي
تبسُح و اًينايب اهليثمت مت و اهتاقاط
اًضيأ ةقاطلا ةوجف .
ىلع ةفلتخملا تلادبتسلاا ريثأت يف قيقحتلا مت و NBO
. FMO طئارخ و يوكوف ةقيرط باسح مت
ةيئيزجلا ةيئابرهكلا تايناكملإا (MEP)
لإل ةبحملا عضاوملل موجهلا قطانم ضرع لجأ نم ةبحملاو نورتك
ةاونلل ا مييقت . ةديج صاوخ نيبكرملا لاكل نأ رهظأ ةيملاعلا ةيلعافتلا تافصاول طيبثتل
تآ لك نداعملا .
ناسوردملا نابكرملا لاكل ثاعبنلإا و صاصتملإل ةيلمعلا تامولعملا ,
ةيلاعف ءادأ حيضوت لجأ نم تمدختسُأ
ةيسايقلا نيجهلا ةقيرط (B3LYP)
ىدملا ةليوط حيحصتلا ةقيرطو (
CAM-B3LYP و
ωB97XD .)
مت
ةيباطقتسلاا لصاوتلا جذومن عم قرطلا هذه ءادأ ةشقانمو ليلحت (
) PCM رابتعلاا نيعب ذخلاا عم ليلاحملل
ليلاحملا ةيبطقو يلكشلا عونتلا ريثأت .
ةسارد مت ةيرموتوت
بكرم MAPC تابيذم عبرأ يف و ةيزاغلا ةلاحلا يف
. نارمتواتلا ةيتابث (
لونيلاا لكش
وتيكلا و )
اتفلتخم اتناك ليلاحملا و زاغلا يف
.
لاقتنإ نأ دجُو 6,3
- رب و نوت ةبحتسم ريغ ظنم نم
و ا ر ةيرارحلا اكيمانيدل ,
اهبحاص ثيح عافترإ
يف لدعم
طيشنتلا زجاح (
44 وليك ك رولا ي / لوم .) ُثملا لاكشلاا ىل
و تاقاط ا تادقعمل MAPC-water
عم تبسُح
طابترا . BSSE
ًضيأ كلذكو وزنملا و ةينوتوربلا لاكشلاا ا
ربلا ةع و بكرمل نوت لجأ نم اهباسح مت MAPC
ةيئيزج نيبلا ةينيجورديهلا طباورلا لاوطلأل لضفأ مهف ىلع لوصحلا
.
Investigating the Electronic Properties of New Derivatives of Quinoline-3- Carbonitrile Dyes Using Density Functional Theory Calculations
By
Ohoud Suliman Al-Qurashi
Supervised By
Dr. Nuha Ahmed Wazzan
ABSTRACT
Quinoline and its fused heterocyclic derivatives were proved as life-saving drugs. Density functional theory (DFT) and time-dependent density functional theory (TD-DFT) have been used to investigate the geometrical structures, electronic and optical properties of two new derivatives of quinoline-3-carbonitrile dyes; 4-[4-(dimethylamino) phenyl]-2-oxo-1,2,5,6- tetrahydrobenzo[h]-quinoline-3-carbonitrile (MAPC) and 4-(4-chlorophenyl) 2-oxo-1,2,5,6- tetrahydrobenzo[h]quinoline-3-carbonitrile (CPC). Additionally, the thermal tautomerization (1,3-intramolecular proton transfer), water complexes and acid-base properties of one of the two compounds (MAPC) have been investigated.
The optimized structures of MAPC and CPC molecules were calculated at three functionals:
B3LYP, CAM-B3LYP and ωB97XD with 6-311G++(d,p) basis set and compared with the available crystallographic data of very similar molecules. The experimental and calculated geometrical parameters were in good agreement. Non-linear optical (NLO) properties related to polarisability and hyperpolarisability of MAPC and CPC were estimated. Both molecules have NLO properties falls between two classical references (urea and p-nitroaniline), and MAPC
properties are superior than that of CPC (2-fold). The intramolecular donor-acceptor interactions and charge transfer within the two molecules have been investigated applying the natural bond orbital (NBO) technique. The frontier molecular orbitals (FMOs) were represented graphically and their energies and energy gaps have been calculated. The effect of different substituents on NBO and FMO were investigated. In order to display regions of electrophilic and nucleophilic attack, the Fukui functions and molecular electrostatic potentials plots were calculated.
Evaluating the global reactivity descriptors showed that both molecules exhibit good metal corrosion inhibition efficiency.
The available experimental absorption and emission data for the two investigated dyes were used to rationalize the performance of the standard hybrid functional (B3LYP and long-range corrected LC-functionals (CAM-B3LYP and ωB97XD).The performance of B3LYP and LC- functionals along with the polarizable continuum model (PCM) of solvation in considering the effects of structural diversity and solvent polarity was analysed and discussed.
The tautomerism of MAPC in the gas phase and in four solvents was investigated. The stability of the two tautomers (enol and keto forms) is different from gas to solvent. The 1,3-proton transfer is found to be thermodynamically forbidden with high average activation barrier (~40 kcal/mol).
The optimized geometries and energies of the MAPC-water complexes are computed with BSSE correlation. Also, the protonated and deprotonated forms of MAPC are computed in order to get better understanding of the strength of the intermolecular H-bonds.
