Diazomin grubu içeren bazı triazen bileşiklerinin yapısal özelliklerinin teorik yöntemlerle incelenmesi

Bu çalışmada, literatürde kristal yapıları raporlanmış üç triazen türevi {1,3-bis(4-metilfenil)triazen (I), 1-(4-florofenil)-3-(4-metilfenil)triazen (II) ve 1-(4-klorofenil)-3-(4-florofenil)triazen (III)} deneysel kristalografi verileri ile yoğunluk fonksiyonel teorisine (DFT) dayalı teorik yöntemler birleştirilerek kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. B3LYP/6-311++G(d,p) düzeyinde elde edilen optimize edilmiş geometrik parametrelerin, düşük RMSD değerlerinin de gösterdiği üzere, X-ışını kristalografi sonuçlarıyla yüksek uyum içinde olduğu bulunmuştur. Dipol moment, polarize edilebilirlik ve birinci dereceden hiperpolarize edilebilirlik gibi doğrusal olmayan optik (NLO) özellikler hesaplanmış ve özellikle (I) ve (II) bileşiklerinin güçlü ikinci dereceden NLO yanıtlar sergilediği ortaya konmuştur. Frontier moleküler orbital (HOMO–LUMO) ve moleküler elektrostatik potansiyel (MEP) analizleri, moleküllerin elektronik dağılımı ve reaktif bölgeleri hakkında önemli bilgiler sağlamıştır. Global reaktivite tanımlayıcıları hem gaz fazında hem de çözücü ortamlarında değerlendirilmiş ve polar çözücülerde reaktivitenin arttığı gözlenmiştir. Mulliken ve doğal popülasyon analizi (NPA) yük dağılımları karşılaştırılmış, NPA'nın daha tutarlı sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Entalpi, entropi ve ısı kapasitesi gibi termodinamik özellikler farklı sıcaklıklarda hesaplanmış ve sıcaklık arttıkça düzenli artış gösterdiği görülmüştür. Bu durum, bileşiklerin termal kararlılığını yansıtmaktadır. Hirshfeld yüzey analizi, moleküller arası etkileşimlerin büyük ölçüde H···H ve C–H···π temaslarıyla belirlendiğini göstermiştir. Moleküler yerleştirme çalışmaları, özellikle bileşik (I)'in HER2 reseptörüne karşı umut verici bir bağlanma afinitesi sergilediğini ortaya koymuş ve bu yapının antikanser ilaç tasarımı için aday bir iskelet olabileceğini göstermiştir. Bu bütünleşik çalışma, triazen türevlerinin yapısal ve elektronik karakterizasyonunda deneysel ve teorik yaklaşımların uyumunu ortaya koymakta ve bu bileşiklerin optoelektronik, malzeme bilimi ve farmasötik kimya gibi alanlardaki olası uygulamaları için değerli bilgiler sunmaktadır.

In this study, three triazene derivatives whose crystal structures have been reported in the literature {1,3-bis(4-methylphenyl)triazene (I), 1-(4-fluorophenyl)-3-(4-methylphenyl)triazene (II), and 1-(4-chlorophenyl)-3-(4-fluorophenyl)triazene (III)} were comprehensively examined by combining experimental crystallographic data and theoretical methods based on density functional theory (DFT). The optimized geometrical parameters obtained using the B3LYP/6-311++G(d,p) level of theory were found to be in good agreement with the X-ray crystallography results, as indicated by low RMSD values. Nonlinear optical (NLO) properties such as dipole moment, polarizability, and first hyperpolarizability were calculated, revealing strong second-order NLO responses, particularly for compounds (I) and (II). Frontier molecular orbital (HOMO–LUMO) and molecular electrostatic potential (MEP) analyses provided insights into the electronic distribution and reactive sites of the molecules. Global reactivity descriptors were evaluated both in the gas phase and in solvent environments, indicating increased reactivity in polar solvents. Mulliken and natural population analysis (NPA) charge distributions were compared, with NPA offering more consistent results. Thermodynamic properties, including enthalpy, entropy, and heat capacity, were computed at different temperatures, showing regular increases with rising temperature, thus reflecting the thermal stability of the compounds. Hirshfeld surface analysis revealed that intermolecular interactions were mainly dominated by H···H and C–H···π contacts. Molecular docking studies further suggested that especially compound (I) exhibited promising binding affinity against the HER2 receptor, highlighting its potential as a candidate scaffold for anticancer drug design. This integrative study demonstrates the consistency of experimental and theoretical approaches in the structural and electronic characterization of triazene derivatives and provides valuable insights into their potential applications in optoelectronics, materials science, and pharmaceutical chemistry.