I
BAZI 4,5-DİSÜBSTİTÜE-4H–1,2,4-TRİAZOL–3-TİYOLLERİN SENTEZİ, BİYOLOJİK VE ELEKTROKİMYASAL ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI
Demet ERCAN
Yüksek Lisans Tezi
Fen Fakültesi Kimya Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Metin KOPARIR
II
T.C.
FIRAT ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
BAZI 4,5-DİSÜBSTİTÜE-4H-1,2,4- TRİAZOL-3-TİYOLLERİN
SENTEZİ, BİYOLOJİK VE ELEKTROKİMYASAL ÖZELLİKLERİNİN
ARAŞTIRILMASI
YÜKSEK LİSANS TEZİ
Demet Ercan
(0911171103)
Anabilim Dalı: Kimya Programı: Organik Kimya
Tez Danışmanı: Doç. Dr. Metin KOPARIR Tezin Enstitüye Verildiği Tarih:09/05/2011
III
T.C.
FIRAT ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
BAZI 4,5-DİSÜBSTİTÜE-4H-1,2,4- TRİAZOL-3-TİYOLLERİN
SENTEZİ, BİYOLOJİK VE ELEKTROKİMYASAL ÖZELLİKLERİNİN
ARAŞTIRILMASI
YÜKSEK LİSANS TEZİ Demet Ercan
(091117110)
Tezin Enstitüye Verildiği Tarih: 09/05/2011 Tezin Savunulduğu Tarih: 29/ 04/ 2011
Tez Danışmanı : Doç. Dr. Metin KOPARIR (FÜ) Diğer Jüri Üyeleri: Prof. Dr. Yusuf ATICI (FÜ)
Doç. Dr. Mustafa KARATEPE (FÜ)
I
ÖNSÖZ
Son yıllarda organik kimya alanında yapılan çalışmalarda sentezlenen organik bileşiklerin korozif ve biyolojik aktivite gibi günümüz sorunlarına çözüm olması amacıyla heteratom içeren halkalı bileşiklerin sentezi dikkat çekmektedir. Bu nedenle yapılan birçok çalışmalarda yüksek oranda antikorozif ve antimikrobiyal aktiviteye sahip 1,2,4-triazol türevi bileşikler sentezlenmektedir.
Bu yüksek lisans tez çalışması üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında 1,2,4-triazol türevi bileşikler sentezlenmiş ve elde edilen bileşiklerin yapısı aydınlatılmıştır. İkinci aşamasında sentezlenen bileşiklerin elektrokimyasal özellikleri incelenmiş, son aşamada ise bu bileşiklerin biyolojik aktivitelerinin incelenmesi için antimikrobiyal aktiviteleri çalışılmıştır.
Bu tez çalışmasını öneren ve çalışmalarımın her aşamasında her türlü desteği veren çok değerli Hocam Doç. Dr. Metin KOPARIR’ın yanında Prof. Dr. Ahmet CANSIZ, Prof. Dr. Yusuf ATICI, Doç. Dr. Yusuf DİLGİN, Doç. Dr. Mustafa KARATEPE ve Doç. Dr. Funda ATALAY hocalarıma sonsuz teşekkürlerimi sunarım.
Araştırmalarım ve çalışmalarım sırasında sabırlarını ve desteklerini esirgemeyen aileme ve arkadaşlarım Cahit ÖREK ve Osman ŞAP’a teşekkürlerimi sunarım.
Bu çalışma FÜBAP tarafından 2059 numaralı proje kapsamında desteklenmiştir.
Demet ERCAN Elazığ, 2011
II İÇİNDEKİLER Sayfa No ÖNSÖZ ... I İÇİNDEKİLER ... II ÖZET ... V1 SUMMARY ... VI1 ŞEKİLLER LİSTESİ ... VII TABLOLAR LİSTESİ ... X KISALTMALAR ... XI 1. GİRİŞ ... 1 2. GENEL BİLGİLER... 3 2.1 Tiyosemikarbazidler ... 3 2.1.1 Kimyasal Özellikleri ... 3 2.1.2. Elde Edilişleri ... 4 2.1.2.1. Difenilsülfokarbodiazondan ... 4
2.1.2.2. Alkil/Aril hidrazit ve Alkali Tiyosiyanatların Reaksiyonundan ... 4
2.1.2.3. Karboksilik Asit Türevleri ve Tiyosemikarbazitlerin Reaksiyonundan ... 5
2.1.2.4. Alkil/Aril Hidrazit ve Sübstitüe İzosiyanatların Reaksiyonlarından ... 6
2.1.2.5. Alkil/Aril İzotiyosiyanatlar ile Hidrazinlerin Reaksiyonundan ... 7
2.2. 1,2,4-Triazol-5-tiyonlar ... 8
2.2.1. Kimyasal Özelikleri ... 9
2.2.2. Elde Edilişleri ... 11
2.2.2.1. Ditiyokarbazik Asit Tuzlarından ... 11
2.2.2.2. Tiyosemikarbazit ve Türevlerinden ... 12
2.2.2.3. Diğer Yöntemler ... 14
2.3. Korozyonun Tanımı ve Önemi ... 16
2.3.1. Korozyon Çeşitleri ... 17
2.3.1.1. Genel Korozyon ... 17
2.3.1.2. Galvanik ya da Metal Çifti Korozyonu... 18
2.3.1.3. Aralık Korozyonu ... 18
2.3.1.4. Çukurcuk Korozyonu... 18
III
Sayfa No
2.3.1.6. Erozyon Korozyonu ... 20
2.3.2. Korozyonu Önlemek için Bazı Teknikler ... 20
2.3.2.1. Malzeme Seçimi ... 20
2.3.2.2. Ortamın Koşularının Değiştirilmesi ... 20
2.3.2.3. İnhibitörler ... 21
2.3.2.4. Dizayn ... 21
2.3.2.5. Kaplama ... 21
2.3.2.5.1. Metalik Kaplama ... 21
2.3.2.5.2. Kimyasal Dönüşüm ile Kaplama ... 22
2.3.2.5.3. Organik veya İnorganik Kaplamalar ... 23
2.3.2.6. Katodik Koruma ... 23
2.3.2.7. Anodik Koruma ... 23
2.4. İnhibitör Etkinliklerinin Belirlenmesinde Dikkat Edilmesi Gereken İlkeler ... 24
2.5. Dönüşümlü Voltammetri ... 25
2.6. Antimikrobiyal Aktivite Yöntemleri ... 27
3. MATERYAL VE METOT ... 32
3.1. Kullanılan Araç ve Gereçler... 32
3.2. Kullanılan Kimyasal Maddeler ... 33
3.2.1. Reaktant Olarak ... 33 3.2.2. Kullanılan Çözücüler ... 33 3.2.3. Kurutucular ... 33 3.3. Saflaştırma ... 33 3.3.1. Etil Alkol ... 33 3.3.2. Metanol ... 34 3.3.3. Eter ... 34 3.3.4. Kloroform... 34 3.3.5. Aseton ... 35 3.3.6. Hekzan ve Benzen ... 35 3.3.7. Asetonitril... 35 3.3.8. Dioksan ... 35 3.4. Deneysel Kısım ... 36
IV
Sayfa No
3.4.1. Kimyasal Deneyler ... 36
3.4.2. Elektrokimyasal Deneyler ... 39
3.4.2.1. Elde Edilen Bileşiklerin Elektrokimyasal Davranışlarının İncelenmesi ... 39
3.4.2.1.1. Deneyin Yapılışı ... 39
3.4.2.2. Elde Edilen Bileşiklerin Korozyonu Durdurma Davranışlarının İncelenmesi. 40 3.4.2.2.1. Deneyin Yapılışı ... 40
3.4.3. Biyolojik Deneyler ... 40
3.4.3.1. Deneyin Yapılışı ... 41
4. BULGULAR ... 42
4.1. Kimyasal Deneyler ... 42
4.1.1. N-allil-2-izonikotinoilhidrazinkarbotiyoamit’in Karakterizasyonu (1a) ... 42
4.1.2. 2-(2-hidroksibenzoil)-N-alilhidrazinkarbotiyoamit’in Karakterizasyonu (1b) 42 4.1.3. 4-(p-tolil)-1-(2-furoil) tiyosemikarbazit’in karakterizasyonu (1c) ... 42
4.1.4. 4-(p-tolil)-1-(fenil asetil) tiyosemikarbazit’in karakterizasyonu (1d) ... 42
4.1.5. 4-Allil-5-piridin-4-il-4H-1,2,4-triazol-3-tiyol’ün Karakterizasyonu (2a) ... 42
4.1.6. 2-(4-allil-5-merkapto-4H-1,2,4-triazol-3-il)fenol’ün Karakterizasyonu (2b) 51
4.1.7. 5-(2-furil)-4-(p-tolil)-3-merkapto-1,2,4-triazol’ ün karakterizasyonu(2c) .... 53
4.1.8. 5-benzil-4-(p-tolil)-3-merkapto-1,2,4-triazol’ ün Karakterizasyonu (2d) ... 54
4.2. Elektrokimyasal Kısım ... 57
4.2.1. 4-Allil-5-piridin-4-il-4H-1,2,4-triazol-3-tiyol (2a) ... 57
4.2. 1.1. pH ın Elektrokimyasal Davranışına Etkisi ... 57
4.2.1.2. Tarama Hızının Pik Akımına ve Potansiyeline Etkisi: ... 57
4.2.1.3. Korozyonu Durdurma Davranışının İncelenmesi... 60
4.2.2. 2-(4-allil-5-merkapto-4H-1,2,4-triazol-3-il)fenol (2b) ... 62
4.2.2.1. pH ın Elektrokimyasal Davranışına Etkisi: ... 62
4.2.2.2. Tarama Hızının Pik Akımına ve Potansiyeline Etkisi: ... 63
4.2.2.3. Korozyonu Durdurma Davranışının İncelenmesi... 65
4.2.3. 5-(2-furil)-4-(p-tolil)-3-merkapto-1,2,4-triazol (2c) ... 67
4.2.3.1. pH’ın Elektrokimyasal Davranışa Etkisi: ... 67
4.2.3.2. Tarama Hızının Pik Akımına ve Potansiyeline Etkisi: ... 68
V
Sayfa No
4.2.4. 5-benzil-4-(p-tolil)-3-merkapto-1,2,4-triazol (2d)... 72
4.2.4.1. pH’ın Elektrokimyasal Davranışa Etkisi: ... 72
4.2.4.2. Tarama Hızının Pik Akımına ve Potansiyeline Etkisi: ... 73
4.2.4.3. Korozyonu Durdurma Davranışının İncelenmesi... 75
4.3. Biyolojik Deneyler ... 77
5. SONUÇLAR VE TARTIŞMA ... 78
5.1 Kimyasal Deneyler ... 78
5.2. Elektrokimyasal Deneyler ... 79
5.2.1. pH’ın Elektrokimyasal Davranışına Etkisi: ... 79
5.2.2. Tarama Hızının Pik Akım ve Potansiyeline Etkisi ... 80
5.2.3. Korozyonu Durdurma Davranışlarının İncelenmesi... 81
5.3. Biyolojik Deneyler ... 82
VI ÖZET
Yüksek Lisans Tezi
BAZI 4,5-DİSÜBSTİTÜE-4H-1,2,4- TRİAZOL-3-TİYOLLERİN
SENTEZİ, BİYOLOJİK VE ELEKTROKİMYASAL
ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI
Demet Ercan Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Kimya Anabilim Dalı
Danışman: Doç. Dr. Metin KOPARIR Yıl: 2011, Sayfa:XII+90
Bir seri 4,5-disübstitüe-4H-1,2,4-triazol-3-tiyol türevleri (2a-d) sentezlendi. Sentezlenen bileşiklerin içeriği spektroskopik yöntemlerle (FT-IR, 1H NMR, 13C NMR) doğrulandı. Sentezlenen bu bileşiklerin elektrokimyasal özellikleri üçlü elektrot sistemi ile çalışma elektrodu olarak camsı karbon elektrot, yardımcı elektrot olarak platin elektrot, referans elektrot olarak Ag/AgCl kullanılarak döngüsel voltammetri ile aydınlatıldı ve bileşiklerin 0.1 M H2SO4 çözeltisinde yumuşak çelik elektrot kullanılarak korozyona karşı
inhibitör etkisi elektrokimyasal tekniklerden olan empedans spektroskopisiyle incelendi. Ayrıca iki gram pozitif, iki gram negatif bakteri ve maya türü kullanılarak antibakteriyel ve antifungal aktivitesi değerlendirildi. Test mikroorganizmaları Gram-pozitif bakteriler B. Subtilis ATCC 6633, S. aureus ATCC 6538 P, Gram negatif bakteri olarak E. coli, ATTC 25922, S. typhimurium NRRL B 4420 suşları, maya olarakta C. globrata ATCC 66032, C. tropicalis ATCC 13803 suşları kullanıldı.
VII
SUMMARY
MSc Thesis
BAZI 4,5-DİSÜBSTİTÜE-4H–1.2.4- TRİAZOL–3-TİYOLLERİN
SENTEZİ, BİYOLOJİK VE ELEKTROKİMYASAL
ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI
Demet Ercan Firat University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemistry
Supervisor: Doç. Dr. Metin KOPARIR Year:2011, Page:XI+88
A series of 4,5-disübstitüe-4H-1,2,4-triazol-3-tiyoles (2a-d) was synthesized. The structures of synthesized compounds were confirmed by analytical and spectroscopic methods (FT-IR, 1H NMR, 13C NMR). The electrochemical study of synthesized thiotriazole compounds was made by cyclic voltammetry using glassy carbon electrode (GCE) as working electrode and an Ag/AgCl reference electrode and the inhibiting action of these compounds against the corrosion of carbon steel in 0.1 M H2SO4 solution was
investigated by electrochemical techniques including electrochemical impedance spectroscopy. In addition, the compounds evaluated for screening antibacterial and antifungal activities on two Gram-pozitive, Gram-negative bacteria and two yeast-like fungi strains were used. Tested microorganisms were Gram-positive B. subtilis ATCC 6633, S. aureus ATCC 6538 P, the Gram-negative E. coli ATTC 25922, S. typhimurium NRRL B 4420 and the yeast-like fungi; C. globrata ATCC 66032 and C. tropicalis ATCC 13803.
VIII
ŞEKİLLER LİSTESİ
Sayfa No
Şekil 2.1. 1-sübstitüe-3-tiyosemikarbazit’in Elde Edilişi... 3
Şekil 2.2. 1-fenil 3-tiyosemikarbazit Eldesi ... 4
Şekil 2.3. 1-benzoil- ve sübstitüe benzoil-3-tiyosemikarbazid Eldesi ... 4
Şekil 2.4. 1-aroil-3-tiyosemikarbazit Eldesi ... 4
Şekil 2.5. 1-naftoil-3-tiyosemikarbazit Eldesi ... 5
Şekil 2.6. 1-izonikotinoil-3-tiyosemikarbazit Eldesi ... 5
Şekil 2.7. 1-(2-sübstitüefenilamino) benzoil-3-tiyosemikarbazit Türevlerinin Eldesi ... 6
Şekil 2.8. 1-sübstitüefenoksiasetil-4-sübstitüe-3-tiyosemikarbazit Türevlerinin Eldesi ... 6
Şekil 2.9. 1-açil-4-aril-3-tiyosemikarbazit Yapısındaki Türevlerin Eldesi ... 7
Şekil 2.10. 1-(4-bifenoksiasetil)-4-sübstitüe tiyosemikarbazit Eldesi ... 7
Şekil 2.11. 1,2,4- triazol-5-tiyon türevlerinin Eldesi ... 7
Şekil 2.12. 1-formil-4-alkil-3-tiyosemikarbazidlerin Eldesi ... 8
Şekil 2.13. 1-fenil-3-tiyosemikarbazit Eldesi ... 8
Şekil 2.14. Urazol Eldesi ... 9
Şekil 2.15. Metil [(4-amino-5-fenil-4H-1,2,4-triazol-3-yl)tiyo]asetat Türevlerinin Sentezi... 11
Şekil 2.16. 1-amino-2-açil-1,2,4-triazol-5-tiyon Sentezi ... 12
Şekil 2.17. 5-R-4-amino-3-merkapto-(4H)1,2,4-triazol Eldesi ... 12
Şekil 2.18. 1-formil-3-tiyosemikarbazit Eldesi ... 13
Şekil 2.19. 3-sübstitüe-1,2,4-triazol-5-tiyon ürevi Eldesi ... 13
Şekil 2.20. 1-açil-4-sübstitüe-3-tiyosemikarbazitlerin Halkalaşma Reaksiyonu... 13
Şekil 2.21. 3,4-disübstitüe-1,2,4-triazol-5-tiyonlarada Halkalaşma Reaksiyonu ... 14
Şekil 2.22. a) Çalışma Elektroduna Uygulanan Gerilim Profili b) Akım Cevabı ... 26
Şekil 2.23. Çeşitli Elektrot Proseslerine Ait Dönüşümlü Voltammogramlar a) Tersinir b) Yarı Tersinir c) Tam Tersinmez d) Elektron Aktarımını İzleyen Kimyasal Reaksiyon ... 27
Şekil 2.24. 1,4-disübstitüe tiyosemikarbazit türevleri... 28
IX
Sayfa No
Şekil 2.26. Arilidenamino-5-(3-piridil)-3-merkapto-4H-1,2,4-triazoller ... 29
Şekil 2.27. 4-Fenil/siklohekzil-5-(1-fenoksietil)-3-[N-(2-tiyazolil)asetamido]tiyo-1,2,4-triazoller ... 29
Şekil 2.28. Triazol ve Tiyadiazol Türevi Bileşikler ... 30
Şekil 2.29. 3-metil-4-[(2,4-dihidro-4-etil-3H-1,2,4-triazol-3-tiyon-5-il)fenilhidrazono]-5-izoksazolon Bileşiğinin Sentezi ... 30
Şekil 4.1. 1a’nın IR Spektrumu ... 42
Şekil 4.2. 1a’nın 1H-NMR Spektrumu ... 43
Şekil 4.3. 1a’nin 13C-NMR Spektrumu ... 44
Şekil 4.4. 1b’nin IR Spektrumu ... 45
Şekil 4.5. 1b’nin 1H-NMR Spektrumu ... 45
Şekil 4.6. 1b’nin 13C-NMR Spektrumu ... 46
Şekil 4.7. 1c’nin IR Spektrumu ... 47
Şekil 4.8. 1c’nin 1H-NMR Spektrumu ... 47
Şekil 4.9. 1d’nin IR Spektrumu ... 48
Şekil 4.10. 1d’nin 1H-NMR Spektrumu ... 49
Şekil 4.11. 2a’nin IR Spektrumu ... 49
Şekil 4.12. 2a’nin 1H-NMR Spektrumu ... 50
Şekil 4.13. 2a’nin 13C-NMR Spektrumu ... 51
Şekil 4.14. 2b’nin IR Spektrumu ... 52
Şekil 4.15. 2b’nin 1H-NMR Spektrumu ... 52
Şekil 4.16. 2c’nin IR Spektrumu ... 53
Şekil 4.17. 2c’nin 1H-NMR Spektrumu ... 54
Şekil 4.18. 2d’nin IR Spektrumu ... 54
Şekil 4.19. 2d’nin 1H-NMR Spektrumu ... 55
Şekil 4.20. 2a’ nın pH’a Bağımlı Akım-Potansiyel Grafiği ... 57
Şekil 4.21. 2a’ nın Tarama Hızının Değişimine Bağımlı Akım-Potansiyel Grafiği ... 58
Şekil 4.22. 2a’ nın lpik-V1/2 Grafiği ... 58
Şekil 4.23. 2a’nın Nyquist Eğrileri ... 59
Şekil 4.24. 2a’nın Taramalı Elektron Mikroskobu Görüntüsü ... 61
X
Sayfa No
Şekil 4.26. 2b’nin Tarama Hızının Değişimine Bağımlı Akım-Potansiyel Grafiği ... 63
Şekil 4.27. 2b’ nin lpik-V1/2 Grafiği ... 64
Şekil 4.28. 2b’nin Nyquist Eğrileri ... 65
Şekil 4.29. 2b’nin Taramalı Elektron Mikroskobu Görüntüsü ... 66
Şekil 4.30. 2c’ nin pH’a Bağımlı Akım-Potansiyel Grafiği ... 68
Şekil 4.31. 2c’ nin Tarama Hızının Değişimine Bağımlı Akım-Potansiyel Grafiği ... 69
Şekil 4.32. 2c’ nin lpik-V1/2 Grafiği ... 69
Şekil 4.33. 2c’ nin Nyquist Eğrileri ... 70
Şekil 4.34. 2c’ nin Taramalı Elektron Mikroskobu Görüntüsü ... 71
Şekil 4.35. 2d’ nın pH’a Bağımlı Akım-Potansiyel Grafiği ... 73
Şekil 4.36. 2d’ nın Tarama Hızının Değişimine Bağımlı Akım-Potansiyel Grafiği ... 74
Şekil 4.37. 2d’ nin lpik-V1/2 Grafiği ... 74
Şekil 4.38. 2d’nin Nyquist Eğrileri ... 75
Şekil 4.39. 2d’nin Taramalı Elektron Mikroskobu Görüntüsü ... 76
Şekil 5.1. Elektrokimyasal Reaksiyon (EC) ... 80
XI
TABLOLAR LİSTESİ
Sayfa No Tablo 4.1. Test Bileşiklerinin Minimum İnhibitör Konsantrasyon Değerleri ... 82
XII KISALTMALAR LİSTESİ d : Dublet j : Jiromanyetik sabiti m : Multiplet S : Singlet t : Triplet q : Quaterner dd : Dubletin dubleti
MIC : Minimum İnhibisyon Konsantrasyonu
1
1. GİRİŞ
Triazoller heterosiklik bileşiklerin önemli sınıflarındandır. Son 60 yıldan beri, 1,2,4-triazollerin kimyası ve bu tür bileşiklerin heterosiklik türevlerine olan ilgi her geçen gün artmaktadır. Triazol türü bileşiklerin bakterisit, pestisit ve fungusitlere etkili olduğu kanıtlanmıştır. Özellikle 1,2,4-triazol halkası içeren çoğu bileşik; uyarıcı, yatıştırıcı, rahatlatıcı, antimikrobiyal etki [1,2], analjezik (ağrı kesici), enfeksiyon giderici, bölgesel anestezi, antikonvülzan (çarpıntıyı önleyen), antineoplastik, antimalariyal (sıtmaya karşı), antidepresif etki, antikanser etkisi ve flukonazol, intrakonazol, vorikonazol gibi antimikotik [3,4] özellik gösteren ilaçların çoğunda tedavi edici olarak yer almıştır. Ayrıca Triazolom[5], Alprazolam[6], Etizolam[7] ve Furasilin[8] gibi 1,2,4-triazol grubu içerdiği bilinen ilaçlarda vardır.
Karbohidrazitlerin halka kapanma reaksiyonları üzerinde oldukça fazla çalışılan ve iyi bilinen bir konudur. Bu reaksiyonlarla 1,3,4-tiyadiazol, 1,3,4-oksadiazol ve 1,2,4-triazol gibi üç heteroatomlu beş üyeli heterosiklik bileşikler oluşur [9].
Sübstitüe tiyosemikarbazitler ve bunlardan sentezlenen triazol bileşiklerinin önemli derecede in vitro antibakteriyel özelliğine sahip olduğu gözlenmiştir [10].
Bazı ariltiyosemikarbazit türevleri, bunlardan sentezlenen triazol ve onların heterosiklik türevlerinin antifungal [11], antibakteriyel [12], antikanser [13], antiviral [14] ve antimikrobiyal [15] özellikler gösterdiği saptanmıştır.
1,3,4-tiyadiazol, 1-açiltiyosemikarbazit, 1,3,4-oksadiazol, ve 1,2,4-triazol-3-tiyon türevleri, ateş düşürücü ve mide ülseri, gastrit gibi hastalıkların tedavisinde iyileştirici etkisinin olması ile beraber sentezlenmiş olan bu bileşiklerin herhangi bir yan etkisine rastlanılmamıştır [16].
1-(2,4-diklorobenzoil)-4-aril tiyosemikarbazitler ve bunlardan sentezlenen triazol bileşiklerinin önemli derecede antibakteriyel aktiviteye sahip olduğu gözlenmiştir. Tiyosemikarbazitler, triazol bileşiklerine göre daha fazla antibakteriyel etki göstermiştir.
Fakat 3-(2,4-diklorofenil)-4-amino-1,2,4-triazol-5-tiol bileşiğinde test edilen
organizmalara karşı oldukça yüksek oranda inhibe edici etki yaptığı saptanmıştır [17].
Triazol türevlerinden örneğin 1-[4-klor-fenoksi-1lt-1,2,4-triazol]-metil-tersiyer
bütilketon (Bayleton) sis ve dona karşı koruyucu etkisi olan önemli derecede bitki koruyucu özellikteki bileşiklerdir.
2
Yapılan araştırmalar 1,2,4-triazol, 1,3,4-tiyadiazol, 1,3,4-oksadiazol halkası içeren moleküllerin önemli biyolojik aktivitelere (analgetik, diüretik, antifungal, antiastimatik, antibakteriyel, antiviral vb.) sahip moleküller olduğunu göstermiştir [11-15].
İndol içeren 1,3,4-tiyadiazol ve 1,2,4-triazol türevleri, fareler üzerinde spesifik testler uygulanmış ve bu testler sonucunda bu maddelerin kan-beyin hücrelerinin gelişmesini sağladığı ayrıca depresyonu da azalttığı saptanmıştır [18].
1,2,4-triazol halkası ve sülfanil-asetamit ihtiva eden bileşikler antimikrobiyal ve toksit gibi biyolojik etkileri belirlenmiştir [19,20,21]. Sağladığı biyolojik etkileri göz önüne alındığında sentezlenmiş olan bu bileşiklerin tıpta ve farmakolojide yeni çalışmalara yön vereceğini düşünmekteyiz.
3
2. GENEL BİLGİLER
2.1 Tiyosemikarbazidler
Hidrazin karboksiamin olarakta bilinen tiyosemikarbazidler karbonik asit ve tiyoüre türevleridir. Sübstitüentlerin konumunu gösterebilmek amacıyla hidrazin kısmında bulunan azot atomundan başlayarak numaralandırılırlar.
N H2 NH NH2 S 1 2 3 4 2.1.1. Kimyasal Özelikleri
2-sübstitüe-3-tiyosemikarbazitlerin uygun çözücüler içerisinde ısıtılmasıyla 1-sübstitüe-3-tiyosemikarbazitler elde edilirler.
H2N N C NH2 S ısı, etanol NH S NH2 C NH H2N N NS NHC6H5 CH3 ısı, ksilen H3C NH NH CS NHC6H5
Şekil 2.1. 1-sübstitüe-3-tiyosemikarbazit Eldesi
1-açil-3-tiyosemikarbazitlerin tiyon-tiyol tautomer formları arasında bir denge bulunmaktadır. Yapı tiyol formundayken C=N eksenine göre cis yada trans izomer formlarından biri ile stabilize olmaktadır. 1,3,4-tiyadiazollerin cis-tiyosemikarbazitlerden, 1,2,4-triazol-5-tiyonların trans tiyosemikarbazitlerden oluştuğunu bildiren çalışmalar da vardır. NH C NH2 S NH R C O O C R NH S NH2 C N H
4
2.1.2. Elde Edilişleri
2.1.2.1. Difenilsülfokarbodiazondan
Difenilsülfokarbazonun yükseltgenmesiyle elde edilen difenil sülfokarbadiazona bazik ortamda çinko ilavesiyle tiyosemikarbazit türevi olan 1-fenil 3-tiyosemikarbazit sentezlemiştir [22]. NH NH C N N S oksidasyon S N N C N N S NH2 C NH NH NaOH/Zn
Şekil 2.2. 1-fenil 3-tiyosemikarbazit Eldesi
2.1.2.2. Alkil/Aril hidrazit ve Alkali Tiyosiyanatların Reaksiyonundan
Benzoilhidrazin ve türevlerinin amonyum tiyosiyanat ile reaksiyonu sonucu 1-benzoil- ve sübstitüe benzoil-3-tiyosemikarbazidler elde edilmiştir [23-25].
+ NH4SCN R CONHNH2 R CONHNHCSNH2
R: Alkil, Nitro, Halojen Şekil 2.3. 1-benzoil- ve sübstitüe benzoil-3-tiyosemikarbazid Eldesi
Etanol içerisinde ve HCI asitli ortamında benzoilhidrazin türevleriyle amonyum tiyosiyanatın reaksiyonundan 1-aroil-3-tiyosemikarbazitler elde edilmiştir [26].
+ NH4SCN R CONHNH2 R CONHNHCSNH2 HCI R: H, CI
5
1-naftoilhidrazinin asitli ortamda potasyum izotiyosiyanatla reaksiyonundan 1-naftoil-3-tiyosemikarbazit elde edilmiştir [27].
CONHNH2 CONHNHCSNH2
+ KSCN HCI
Şekil 2.5. 1-naftoil-3-tiyosemikarbazit Eldesi
Asitli ortamda aromatik hidrazit ve potasyum izotiyosiyanatın reaksiyonundan 1-izonikotinoil-3-tiyosemikarbazit elde edilmiştir [28].
CONHNH2 CONHNHCSNH2
+ KSCN HCI
N N
Şekil 2.6. 1-izonikotinoil-3-tiyosemikarbazit Eldesi
Etil-2-(3,5-difenilpirazol-4-iloksi) asetatın, hidrazin hidrat ve potasyum tiyosiyanatla reaksiyona girmesiyle 3,5-difenilpirazol-4-iloksi-3-tiyosemikarbazit türevi elde edilmiştir [29].
2.1.2.3. Karboksilik Asit Türevleri ve Tiyosemikarbazitlerin Reaksiyonundan
2-(sübstitüefenil) aminobenzoik asit türevleri ve okzalil klorürün dimetil formamit içinde soğukta reaksiyonu ile elde edilen 2-(sübstitüefenil) aminobenzoil klorürü, piridin içinde tiyosemikarbazitiyle reaksiyona girerek 1-(2-sübstitüefenilamino) benzoil-3-tiyosemikarbazit türevleri elde edilmiştir [30].
6 R NH COOH NH COCI R COCI COCI NH2CSNHNH2 NH CONHNHCSNH2 R R: Alkil, halojen Şekil 2.7. 1-(2-sübstitüefenilamino) benzoil-3-tiyosemikarbazit Türevlerinin Eldesi
2.1.2.4. Alkil/Aril Hidrazit ve Sübstitüe İzosiyanatların Reaksiyonlarından
Alifatik, aromatik ve heterosiklik sübstitüent taşıyan çoğu tiyosemikarbazit türevi, sübstitüe hidrazit türevlerinin ve sübstitüe izosiyanatlarının reaksiyonundan elde edimiştir [31]. OH O NH NH2 R-N=C=S OH O NH NH S N H R
2,6-dikloro/3,4-diklorofenol türevlerinin etilkloroasetat ve hidrazin hidrat ile reaksiyonu ile elde edilen hidrazit türevlerinin aril/alkil sübstitüe izosiyanatlarla reaksiyonundan 1-sübstitüefenoksiasetil-4-sübstitüe-3-tiyosemikarbazit türevleri elde edilmiştir [32]. OH R + 1 CI CH2 COOC2H5 R2NCS K2CO3 (CH3CO)2O 1 R OCH2COOC2H5 H2N NH2 1 R OCH2CONHNH2 1 R OCH2CONHNHCSNHR2
R1: Halojen, R2: Alkil, aril
7
Aril izosiyanatların değişik açil hidrazinlerle reaksiyonu sonucu 1-açil-4-aril-3-tiyosemikarbazit yapısındaki türevlere ulaşılmıştır [33].
+
R R
N=C=S R2 CONHNH2 NHCSNHNHCOR2
R1: hidrojen, alkil,halojen R2: aril, ariloksialkil
Şekil 2.9. 1-açil-4-aril-3-tiyosemikarbazit Yapısındaki Türevlerin Eldesi
2.1.2.5. Alkil/Aril İzotiyosiyanatlar ile Hidrazinlerin Reaksiyonundan
4-bifenoksiasetil hidrazin ile alkil/aril izotiyosiyanatların reaksiyonu sonucunda 1-(4-bifenoksiasetil)-4-sübstitüe tiyosemikarbazit sentezlenmiştir [8, 34].
H2NHNOCH2CO RNCS OCH2CONHNHCSNHR OH K2CO3 CICH2COOC2H5 OCH2COOC2H5 H2NNH2.H2O
Şekil 2.10. 1-(4-bifenoksiasetil)-4-sübstitüe Tiyosemikarbazit Eldesi
Aromatik izotiyosiyanatlar ile alkil/aril hidrazitler reaksiyona sokularak 1,4-disübstitüe-3-tiyosemikarbazitler ve bunların bazik ortamdaki halka kapanmasıyla 1,2,4-triazol-5-tiyon türevleri sentezlenmiştir [35].
R O NH NH2 + R1 N=C=S R O NH NH S NH R1 NaOH, ısı R N N N H S R1
8
Fenilizotiyosiyanat ile hidrazin hidratı reaksiyona girerek 4-fenil-3-tiyosemikarbazit [36] alkil izosiyanatlarla 4-alkil-3-tiyosemikarbazidler, bu bileşiklerin formik asitle reaksiyonu ile, 1-formil-4-alkil-3-tiyosemikarbazidleri elde edilmiştir [37].
+ H2NNH2.H2O NH NH NH2 S R-N=C=S N=C=S H2NNH2.H2O + R NHCSNHNH2 HCOOH R NHCSNHNHCHO
Şekil 2.12. 1-formil-4-alkil-3-tiyosemikarbazidlerin Eldesi
Fenilhidrazin tiyosiyanatın 160–170 0C’de ısıtmasıyla ile 1-fenil-3-tiyosemikarbazit
elde edilmiştir [38]. S NH2 C NH NH SCN NH NH ısı
Şekil 2.13. 1-fenil-3-tiyosemikarbazit Eldesi
2.2. 1,2,4-Triazol-5-tiyonlar
Beş üyeli bir halkada üç azot atomu içeren sistem triazosiklopentadien veya kısaca triazol olarak bilinir. Heteroatomların halkadaki durumlarına göre 1,2,3- (visinal triazol) 1,2,4- (asimetrik, asim-triazol) ve 1,3,4- (simetrik, sim-triazol) olmak üzere birbirine izomer üç triazol halkası vardır [39].
N H N N N H N N N H N N 1,2,3- 1,2,4- 1,3,4- (visinal triazol) (asim triazol) (sim triazol)
9
Aromatik karakterde olan bu halkalarda hidrojen taşıyan azot atomlarının elektronik durumu, piroldeki azot atomunun elektronik durumunun aynısıdır. Diğer azot atomlarının elektronik durumu ise diazollerdeki hidrojen taşımayan azot atomlarının durumu gibidir [40].
triazol kaynama noktası 206 °C, erime noktası 23 °C olan bir bileşiktir. 1,2,3-triazoller elektrofilik sübstitüsyon reaksiyonlarını verebilen bileşiklerdir. 1,2,3-triazol halkası için aşağıdaki tautomerik şekiller mümkündür.
N H N N N N NH N H N N N N N
1,2,4-triazolün önemli bir türevi "urazol"dir. Urazol, N,N'-dikarbonil hidrazinden elde edilmiştir [41]. NH NH O O N H2 NH2 NH3 N H N H N H O O
Şekil 2.14. Urazol Eldesi
1,2,4-triazolün önemli bir türevi, nitratının güç çözünmesinden faydalanılarak nitrat tayininde kullanılan nitron’dur. Nitron, trifenilamino guanidinin formik asit ile ısıtılmasıyla elde edilir. Kimyasal adı end-anilo-di-hidrotriazol veya 1,4-difenil-end-anilo-triazolin ya da kısaca 1,4-difenil-dianilo-dihidro-triazol'dür. 189 °C'de eriyen sarı levhacıklar halinde kristallenir. Nitrat tayini asetik asitli çözeltide yapılır [42].
2.2.1. Kimyasal Özelikleri
1.2.4-triazol; renksiz, kokusuz, kristal bir bileşiktir. 260 °C' de kaynar ve 120 °C de erir.
10
Triazoller, zayıf bazik karakter gösteren bileşiklerdir. 1,2,4-triazoller, aromatik özelliklerinde, bazlıklarında ve stabilliklerinde 1,2,3-triazolere benzer. Azimido benzen oksitlenmesinde, triazol halkasının stabilliği açık olarak ortaya çıkmaktadır. Oksitleyiciler yan zinciri oksitler, halkayı parçalayamazlar. Triazoller, KMnO4, CrO3 vs gibi oksidantlara karşı genellikle dayanıklı bileşiklerdir. Ancak redükleyicilere karşı hassastır. Azot atomundaki hidrojen metaller ile yer değiştirir. 1,2,4-triazol halkası için aşağıdaki tautomer şekilleri gösterilebilir [41].
N N H N N N N H
Aromatik karakterdeki 1,2,4-triazol halkasında hidrojen taşıyan azot atomunu elektronik durumu pirol halkasının azot durumuyla aynıdır. Halkadaki diğer azot atomlarının elektronik durumu ise diazollerdeki hidrojen taşıyan azot atomuna benzer [40].
1 numaralı konumda sübstitüent taşıyan triazoller, alkali ortamda alkil halojenürler veya diazometan ile alkillenirler.
NH N N R1 R2 R2 N CH3 N N R1 CH3I CH3ONa CH2=N + =N
-Diğer taraftan 1,2-disübstitüe-1,2,4-triazoller aril halojenürlerle beş numaralı konumlarından alkillenirken, açil klorürle açillenirler.
N N N R4 R1 R4COCI R3CI N N N R2 R3 R1 R1 N N N R2 R4CO
11
3- ve 5-sübstitüe türevlerinin hazırlanması halkanın bu konumlarından sübstitüsyon ile de mümkündür.
Triazoller kolaylıkla halojenebilirler. Halojenlenmiş ürünlerden brom, klor ve N-iyot-1,2,4-triazol türevleri ilginçtir. Çünkü N-X kolaylıkla koparılabilir ve yer değiştirme reaksiyonu verebilir.
1,2,4-triazoller, nitrolama, sülfolama ve Friedel-Crafts alkillendirme ve açillendirmesi gibi asidik koşulları gerektiren elektrofilik sübstitüsyon reaksiyonlarını vermezler. Ancak formaldehit ile 130 °C'de 3-hidroksimetil-1,2,4-triazoller oluştururlar.
N H N N N H N N O H + CH2O ısı 2.2.2. Elde Edilişleri
2.2.2.1. Ditiyokarbazik Asit Tuzlarından
Ditiyokarbomat tuzu hidrazin hidrat ile etkileştirilip 4-amino-5-metil-2,4-dihidro-3H-1,2,4-triazol-3-tiyon elde edilmiş, 4-amino-5-metil-2,4-dihidro-3H-4-amino-5-metil-2,4-dihidro-3H-1,2,4-triazol-3-tiyon’u brom etil asetat ile reaksiyona sokarak metil [(4-amino-5-fenil-4H-1,2,4-triazol-3-yl)tiyo]asetat türevleri % 60-70 verimle sentezlenmiştir [43, 44, 45].
Y.C6H4CO(NH)2CSSK N2H4.H2O N N N H NH2 Y.C6H4 S N N N NH2 Y.C6H4 S-CH2 N N N NH2 Y.C6H4 SCH2COOMe N N N NH2 Y.C6H4 SCH2CN CICH2CN BrCH2CO2Me CH2I2
12
Açil hidrazinlerin oda sıcaklığında, bazik ortamda alkol içerisinde karbon sülfür ile etkileşmesinden oluşan ditiyokarbazat tuzunun hidrazinle reaksiyonu sonucu 1-amino-2-açil-1,2,4-triazol-5-tiyon sentezlenmiştir [46].
NH N
N S
ROCONHNH2 CS2, KOH
Alkol ROCH2CONHNHCSSK
H2N NH2 ROCH 2
NH2
Şekil 2.16. 1-amino-2-açil-1,2,4-triazol-5-tiyon Sentezi
Karboksilikasit hidrazitler, etanolik KOH içerisinde CS2 ile reaksiyona girerek iyi
verimle potasyum 3-arilditiyokarbazat tuzlarını verirler. Oluşan bu tuz, piridin veya susuz kostik beraberinde halka kapanması gerçekleştirilerek 5-aril-2-merkapto-1,3,4-oksadiazol
bileşiğini oluşturur. Oluşan bileşik aşırı NH2NH2 ile etkileştirilerek
5-R-4-amino-3-merkapto-(4H)1,2,4-triazol elde edilmiştir [47].
R O NH NH2 CS2 KOH + R O NH NH S K S - + piridin O N N SH R N2H4 N N N SH R NH2 N2H4
Şekil 2.17. 5-R-4-amino-3-merkapto-(4H)1,2,4-triazol Eldesi
2.2.2.2. Tiyosemikarbazit ve Türevlerinden
1,2,4-triazol-5-tiyon ilk kez 1896’da Freund tarafından 1-formil-3-tiyosemikarbazitin
13 HCONHNHCSNH2 ısı N H N N SH N H N N H S
Şekil 2.18. 1-formil-3-tiyosemikarbazit Eldesi
Biyolojik aktivite göstermesiyle ilginç bir bileşik sınıfını teşkil eden 1-aroil-4-sübstitüe tiyosemikarbazit, bazik ortamdaki halka kapanma reaksiyonuyla 3-sübstitüe-1,2,4-triazol-5-tiyon türevini verir [31, 48, 44].
OH O NH NH S NH R OH N N NH S R NaOH
Şekil 2.19. 3-sübstitüe-1,2,4-triazol-5-tiyon Türevi Eldesi
1,2,4-triazol-5-tiyonların sentezi için en yaygın kullanılan yöntemlerin başında 3-sübstitüe-1,2,4-triazol-5-tiyonların, açilhidrazinlerin sübstitüe izosiyanatlar ile verdiği 1-açil-4-sübstitüe-3-tiyosemikarbazitlerin alkali ortamda halkalaşma reaksiyonu gelir [15,35]. N N N R R2 SH R O NH NH S NH R2 NaOH, ısı
Şekil 2.20. 1-açil-4-sübstitüe-3-tiyosemikarbazitlerin Halkalaşma Reaksiyonu
4-sübstitüe-3-tiyosemikarbazit türevleri karboksili asit klorürleri ile açilenmesi sonucu 3,4-disübstitüe-1,2,4-triazol-5-tiyonlarada halkalaşma olmaktadır [46, 49].
14 OH NHSCHNNH2 COCI CNHNHCNH O S N N N SH C=N N C=NH SH COCI
Şekil 2.21. 3,4-disübstitüe-1,2,4-triazol-5-tiyonlarada Halkalaşma Reaksiyonu
2.2.2.3. Diğer Yöntemler
N-etoksi karbonil benzhidrazidoil klorun, benzamid hidroklorür ile NaOH yanında reaksiyonu 3-5-difenil-1,2,4-triazolü verir [50].
N N H N Ph Ph Cl Ph N NH O O C2H5 NH2 NH Ph +
İmidazol klorürün 5-sübstitüe tetrazollerle reaksiyonundan 3,4,5-trialkil-1,2,4-triazol elde edilir [51]. N H N N N R R2 Cl N R3 + R2 N R3 N N N N R N N N R R2 R3
15
N-fenil benzhidrazidoil klorid ve n-bütiro nitrilin, kuru o-diklorobenzen ve aliminyum klorür ortamındaki reaksiyonundan 1,3-difenil-5-n-propil-1H-1,2,4-triazol elde edilir [52].
N N N n-Pr Ph Ph Cl Ph N NH Ph + n-PrCN
Amidhidrazon (amidrazon)'ların karboksilli asit klorürleri ya da anhidritleri ile reaksiyonundan 1,2,4-triazoller elde edilir [41].
N H N N R2 R H2O Cl O R N H2 N NH2 R2 +
Açilhidrazinler ile amidlerin ısıtılması bir halka kapanması ve bir 1,2,4-triazoller elde edilir. N H N N R2 R H2O NH2 O R + H2N NH O R2
Pellizzari reaksiyonu olarak bilinen bu yöntemde formamit (R = H) ve formil hidrazin (R1 = H) kullanılması halinde 1,2,4-triazol elde edilir [25,48].
N H N N NH2 O H + H2N NH O H -2H2O
16
2.3. Korozyonun Tanımı ve Önemi
Metal ve alaşımların çevrenin çeşitli etkileri ile kimyasal ve elektrokimyasal olarak değişmesi ya da fiziksel çözünme sonucu aşınması korozyon olarak tanımlanır. Metallerin çarpma, sürtünme ve gerilme gibi fiziksel nedenlerle bozunmasına ise erozyon denilmektedir.
Metalik halde iken malzemenin kararlılığının düşük olması korozyonun başlama sebebidir. Metaller, korozyona uğrayarak kendi doğal hallerine (çeşitli oksitler ve/veya tuzları) dönüşme eğilimi gösterirler. Demir örneklerinde yapılan çalışmalarda, demirin korozyona uğraması ile yüzeylerinde biriken pas analiz edilmiş ve demirin çeşitli
değerliklerde oksitleri olduğu görülmüştür [53].
Asit, baz ve tuz çözeltileri gibi çeşitli iyonlara sahip çözeltiler elektrolit olarak isimlendirilirler. Korozyonun başlaması için böyle bir çözeltide, anot ve katot olarak isimlendirilen iki elektrota ihtiyaç vardır. Anot ve katot aynı metalin üzerindeki farklı elektrokimyasal özeliklere sahip metaller olabileceği gibi, ayrı metal üzerinde de olabilirler. Korozyon olayı elektriksel ara yüzey olarak adlandırılan, elektrot/elektrolit ara yüzeyinde gerçekleşir ve aşağıda açıklanan kademeler üzerinden yürür.
Difüzleme: Elektrolit çözelti içerisindeki iyonlar ve moleküller çözelti derinliklerinden elektrot yüzeyine taşınır.
Adsorpsiyon: Yüzeye ulaşan moleküller ve iyonlar yüzeye adsorbe olurlar.
Reaksiyon kademesi: Adsorplanan maddeler elektrokimyasal tepkimeye sebep
olurlar.
Desorpsiyon: Elektrokimyasal tepkime sonucu yüzeyde oluşan ürünler metal
yüzeyden ayrılırlar (desorbe olurlar).
Geri difüzlenme: Desorbe olan maddeler yüzeyden çözelti derinliklerine doğru difüzlenirler.
Son basamakta, elektrot yüzeyinin serbest hale geçmesiyle yukarıda sıralanan basamaklar yeni bir iyon(molekül) için tekrarlanır.
Elektrot/elektrolit ara yüzeyinde yürüyen tepkimeler fiziksel ve kimyasal adsorpsiyon olarak iki gruba ayrılır. Fiziksel adsorpsiyon sırasında serbest entalpi değişimi iyon ya da moleküllerin yüzeyde zayıf van der Wals kuvvetleri ile tutunmalarından dolayı oldukça düşüktür. Serbest entalpi değişimi (ΔG) kimyasal adsorpsiyonda iyon ya da moleküllerin
17
yüzeye valans kuvvetleri ile tutunmasından dolayı fiziksel adsorpsiyona göre oldukça yüksektir.
Korozyon olayı endüstrinin her dalında kendini gösterir. Atmosfer şartlarına açık bulunan tanklar, depolar, direkler, taşıtlar, yeraltı boru hatları, iskele ayakları ve birçok makine parçası korozyon olayı ile karşı karşıyadır. Tüm bu yapılar korozyon sebebiyle beklenenden daha kısa sürede işletme dışı kalmakta ve büyük ekonomik kayıplar meydana gelmektedir. Korozyon olayı sonucu temelde sadece malzeme ve işçilik kayıplarının meydana geldiği düşünülsede korozyon dolaylı da olsa farklı kayıplara sebep olur. Bu dolaylı kayıpları dört madde altında toparlayabiliriz.
Ürün kaybı
Ürünün kirlenmesi
Tesisin servis dışı kalması Boya sarfiyatı
2.3.1. Korozyon Çeşitleri
Korozyon çeşitleri aşağıdaki gibi verilebilir. [54]
Genel korozyon
Galvanik ya da metal çifti korozyonu Aralık korozyonu
Çukurcuk korozyonu Taneler arası korozyon Erozyon korozyonu
2.3.1.1. Genel Korozyon
Geniş bir yüzeyde, kimyasal veya elektrokimyasal tepkimeler sonucu yüzeyin aşınmasıdır. Metal giderek incelir ve zamanla işe yaramaz duruma gelir. Bir çinko parçası asit çözeltisine daldırıldığında metalin yüzeyinde her yanda aynı hızda çözünme gerçekleşir.
18
2.3.1.2. Galvanik ya da Metal Çifti Korozyonu
Korozif ya da iletken bir ortama birbirine benzemeyen iki metal daldırılırsa aralarında genellikle potansiyel bir fark doğar. Böyle iki metal birbirine bir iletkenle bağlandığı zaman bu potansiyel fark altında elektronlar birinden diğerine doğru akar. Korozyona karşı dayanımı az olan metalin korozyonu bağlanmamış duruma göre genellikle artar ve daha dayanıklı olanın korozyonu azalır. Az dayanıklı metal anot, dayanıklı metal katot olur. Bu tip korozyonlarda katot ya hiç korozyona uğramaz ya da çok az korozyona uğrar.
2.3.1.3. Aralık Korozyonu
Çoğu kez korozif ortam da, metal yüzeyindeki yarıklar, aralıklar içinde ya da metal yüzeyindeki örtülmüş yerlerde şiddetli korozyon gerçekleşir. Aralık korozyonunun sebebi kum, kir, korozyon türleri ve diğer birikintiler olabilir. Bir aralığın korozyona neden olabilmesi için sıvının içine girebileceği kadar geniş olması ve durgun bir bölge sağlanabilmesi için yeterince dar olması gerekir. Aralık korozyonu aşağıdaki tepkimeler üzerinde yürür.
Yükseltgenme: M → M+2 + 2e-
İndirgenme 1\2 O + HO+ 2e- → 2OH–
Başlangıçta, aralıkların içinde ve bütün yüzeyde bu tepkimeler aynı biçimde gerçekleşirler. Metalin iyon hale gelmesi sırasında oluşan her elektron hemen oksijenin indirgenmesi için harcanır. Kısa bir süre sonra aralık içindeki oksijen tükenir ve oksijen indirgenmesi durur. Aralık içindeki yüzey genellikle dış yüzeye göre çok küçük olduğundan toplam oksijen indirgenme hızı hemen hemen değişmeden kalır. Bu nedenle oksijenli ve oksijensiz ortamda korozyon hızı aynı kalır. Oksijenin bitmesi ile kapalı bölgede oksijen indirgenmesi olmaz, metal çözünmesi ise artar.
2.3.1.4. Çukurcuk Korozyonu
Korozyon sonucunda bir metal yüzeyinde delikçikler, çukurlar oluşuyorsa bu tip korozyona çukurcuk korozyonu denir. Genellikle dar bölgelerde ortaya çıkan korozyon türüdür ve metal yüzeyinde oluşan çukurcuklar karınca görünümlüdür. Çukurcuklar genelde yer çekimi doğrultusunda büyürler ve çoğu yatay yüzeyde oluşur. Çukurcukların
19
oluşabilmesi için genelde uzun bir başlama süresi geçer. Bu süre metale ve korozif ortama göre aylar hatta yıllar sürebilir. Başladıktan sonra ise hızla metal içine doğru ilerler. Bu tür korozyona özellikle bromür ve klorür içeren nötr ortamlarda rastlanır. Örneğin demiz suyu NaCl ve oksijen bakımından zengindir ve çukurcuk korozyonuna yol açan en etkin ortamdır. Çukurcuk korozyonu özellikle yüzeyine pasif film oluşturabilen metal ve alaşımlarda meydana gelmektedir. Çukurcuk korozyonun başlayabilmesi için, metal yüzeyinde oluşan pasif filmin parçalanmasıyla ortaya çıkan çıplak metale klorür iyonlarının adsorbe olması gereklidir. Bu klorür iyonlarının metalin çözünmesini sağlamak için belirli bir örtme oranına sahip olmaları gerekmektedir. Bu bilgiler doğrultusunda çukurcuk korozyonun başlaması ve gelişmesini simgeleyen denklemler aşağıdaki gibi verilebilir:
M + Cl − → (M – Cl)ADS + e− 1. 1
(MCl)ADS ↔ M +2 + Cl − + e− 1. 2
M +n + H2 O → M( OH) (n−1) + H+ 1. 3
Pasif filmin parçalanması sonucu ortaya çıkan çıplak metale klor iyonlarının adsopsiyonu 1. 1 ile belirtilirken, adsorplanan klor iyonlarının metalin çözünmesini sağlaması için ulaşması gereken örtme oranı 1. 2’ de verildiği gibidir. Bir süre sonra metal çözünmeye başlar ve bölgesel pH’da düşüş olur [1. 3].
2.3.1.5. Taneler Arası Korozyon
Bir metal ya da alaşım korozyona uğruyorsa yüzeyin her yanında aşınma genellikle aynı olur. Örgü sınırlarının korozyona yatkınlığı metalin diğer kısımlarından genellikle büyük olsa da bazı koşullar altında tanelerin ara yüzeyleri tepkimelere çok yatkın olurlar ve bunun sonucu taneler arası korozyon oluşur. Taneler arası korozyon, örgü sınırı bölgelerinde alaşım katkı maddelerinden birinin artması ya da elementlerden birinin azalmasından kaynaklanabilir. Bu korozyon tipinin en belirgin özelliği kütle azalmasının çok küçük olmasına karşın, korozyon hızının örgü sınırları içerisinde çok hızlı olmasıdır.
20
2.3.1.6. Erozyon Korozyonu
Bir metal ile korozif ortam arasındaki bağıl hareket nedeni ile metalin aşınması ya da parçalanma hızının artmasına erozyon korozyonu denir. Metal, yüzeyden iyon olarak uzaklaşır ya da katı korozyon ürünleri oluşturur. Oluşan korozyon ürünleri mekanik olarak metal yüzeyinden uzaklaşır. Metal ve alaşımların çoğu erozyon korozyonuna karşı duyarlıdırlar. Duyarlılıkları yüzeyde oluşan bir tür filme bağlıdır. Alüminyum, kurşun ve paslanmaz çelikler bunlara örnek olarak verilebilir. Koruyucu film yıprandığında metal ve alaşımlar hızlıca erozyon korozyonuna uğrarlar. Erozyon korozyonu gazlar, sulu çözeltiler, organik sistemler ve sıvı metallerde gerçekleşebilir.
2.3.2. Korozyonu Önlemek için Bazı Teknikler
Malzeme seçimi
Ortam koşullarının değiştirilmesi İnhibitörler
Dizayn Kaplama
2.3.2.1. Malzeme Seçimi
Korozyonu önlemenin en genel yolu kullanıldığı yere uygun metal ve alaşımların seçilmesidir. Genel olarak saf metallerin korozyona karşı dayanırlıkları, az miktarda da olsa diğer elementlerden içeren metallere göre daha iyidir. Saf metaller yüksek fiyatları, yumuşak ve zayıf olmalarından dolayı çok tercih edilmezler.
2.3.2.2. Ortamın Koşularının Değiştirilmesi
Sıcaklığın değiştirilmesi korozyonu etkileyen başlıca etkenlerden biridir ve sıcaklıktaki düşüş çoğu zaman korozyon hızında azalmaya neden olur. Sıcak su ya da tuzlu suyun sıcaklığı kaynama noktasında yükseltildiği zaman, oksijen çözünürlüğünün azalması sonucu sıcaklığın değişmesi korozyon hızını çok fazla etkilemez. Çoğu zaman korozif ortamın derişiminin değişimi korozyon hızını etkiler.
21
2.3.2.3. İnhibitörler
İnhibitörler, korozif ortamla az miktarda etkileştikleri zaman metalin bulunduğu ortam
ile tepkimesini etkin olarak denetleyen, azaltan ya da önleyen maddelerdir [55].
İnhibitörler ya anot ya katot tepkimelerini ya da her ikisinin hızlarını azaltarak korozyonu yavaşlatırlar. Anodik inhibitörler, anodik polarizasyonu artırır ve korozyon potansiyelinin pozitif yöne kaymasına neden olurlar. Genellikle anyon olan anodik inhibitörler anot bölgesine doğru göç ederek oksijenin de etkisi ile metali pasifleştirirler. İnhibitör miktarı yeterli olmadığı ya da giderek azaldığı zaman, anot yüzeyi tamamen örtülmez ve bunun sonucu büyük anot küçük katot etkisi ortaya çıkar. Bu durum çukurcuk korozyonun başlamasına sebep olur. Katodik inhibitörler ise korozyon potansiyelini negatif yöne kaydırırlar. Asitli ortamlarda hidrojen indirgenmesi, nötr ya da yaklaşık nötr ortamlarda oksijen indirgenmesini katodik tepkime üzerinden etkileyerek korozyon hızını yavaşlatırlar. Genel olarak katodik olan bu tür inhibitörler, katot bölgesine göç ederek kimyasal ya da elektrokimyasal olarak o bölgelerde çökelir, yüzeyi kaplarlar.
2.3.2.4. Dizayn
Bir yapının dizaynı çoğu kez yapım için seçilen gereç ölçüsünde önemli olmaktadır. Dizaynda mekanik dayanımla birlikte korozyona karşı dayanım da önemlidir. Malzemenin korozyona karşı daha dayanıklı olmasını sağlamak için çeşitli dizayn kurallarından bazıları
vermek istersek: Tank ve diğer kaplardaki bağlantılar perçinin, kapta aralık korozyonuna sebep olmasından dolayı kaynak kullanılarak gerçekleştirilmelidir. Bir sistemin çabuk korozyona uğraması beklenen kısımları kolay değiştirilecek biçimde yapılmalıdır. Oksijen
girmesini engelleyecek sistemler tercih edilmelidir[54].
2.3.2.5. Kaplama
2.3.2.5.1. Metalik Kaplama
Metali kendisinden daha soy karakterli (nikel ve krom gibi) bir metal ile ya da katodik koruma sağlayabilecek bir metal (çinko gibi) ile kaplama işlemidir [54].Bunlar:
22
Elektrolizle kaplama
Kaplanacak metali daha soy karakterli bir metal ile kaplama Giydirme
Elektrolizle Kaplama: Korunacak metal katot olarak asılır ve uygun bir elektrot kaynağı ile doğru akım kaynağına bağlanır. Kaplamanın özellikleri; süre, sıcaklık, akım yoğunluğu gibi etkenlere bağlı olarak değişir.
Kaplanacak metali daha soy karakterli bir metal ile kaplama: Bu teknikte yapılacak kaplama çok sıkı olmalıdır. Gözenekli yapılarda çukurcuk korozyonuna neden olan küçük anot büyük katot çifti oluşur.
Giydirme: Bir metalin üzerini levha halinde başka bir metal silindirleme ile geçirilir. Yüksek dayanımlı alüminyum alaşımlarını çoğu kez korozyona daha dayanıklı yapmak için ticari arı alüminyum ile giydirilirler.
2.3.2.5.2. Kimyasal Dönüşüm ile Kaplama
Bu tür kaplamalar, metal yüzeyini korozyona uğratarak metale yapışık koruyucu bir korozyon ürünü oluşturarak yapılır. Metalin yüzeyi kimyasal olarak pasifleştirici oksit oluşturarak korunabilir. Kromatlaştırma bu tekniğin en önemlisidir. Kromatlaştırma; sülfat, nitrat, klorür, florür gibi aktifleyici anyonlar yanında kromat veya kromik asit içeren banyolar kullanılarak yüzeyin pasifleşmesi işlemidir. Kimyasal dönüşüm ile kaplamanın bir diğer örneği de fosfatlaştırmadır. Fosfatlaştırma işlemi; çözeltiye daldırılarak ya da çözelti püskürtülerek yapılır. Fosfat banyosuna oksitleyici maddelerin (nitrat ve klorat) eklenmesi işlemi hızlandırır. İnhibitör etkisi yüksek olan nitrite indirgenebilen nitrat ortama daha fazla eklenir. Korozyona dayanıklıklarının artması için oluşturulan tüm fosfat filmleri seyreltik kromik asit çözeltisinde yıkanmalıdır.
23
2.3.2.5.3. Organik veya İnorganik Kaplamalar
Metal yüzeyini kaplayarak iletken ortamla bağlantısını kesmek, metali korozyona karşı korumak için uygulanan en yaygın yollardan biridir. Kaplama için organik ya da metalik boyalar tercih edilebilir.
Kaplama işleminin organik boyalarla yapıldığı durumda yüzeyin sıkı kapatılması zorunludur. Aksi durumda, çukur korozyonuna sebep olabileceği için, boyanmamış koşullara göre daha kötü durumlar ortaya çıkabilir.
Metalik boyaların tercih edildiği durumlarda boya içindeki metalin, korunması istenilen metale göre potansiyeli de önem kazanmaktadır. Korunmak istenilen metale göre daha soy karakterli metal içeren boyalar ile yüzeyin çok iyi kapatılması sağlanabilir. Yüzeyde kalacak çok küçük bir açıklık, büyük anot küçük katot etkisi ile metalin hızla delinmesine yol açacaktır.
Korozyona karşı dayanıklı olması ve ekonomik olması nedeni ile birçok uygulamada, metallerin yüzeyleri daha soy ve dayanıklı metaller ile ince bir tabaka halinde kaplanabilir.
2.3.2.6. Katodik Koruma
İletken ortamlardaki yerel piller üzerinden yürüyen korozyon olayında anot
konumundaki metal çözünerek aşınır. Katodik koruma uygulamalarında, korunması istenen
metalik yapıtın katot olması sağlanır. Bu iki biçimde yapılabilir [56]. Kurban edilen anot
iletken ortamda metalik bağla yapıta bağlanır. Bu durumda sözü edilen anot, korunması
istenilen metale göre daha aktif olduğu için korozyona karşı korunur. Daha dayanıklı anot
kullanılarak dışarıdan akım uygulanabilir. Bu uygulama ile katodik akımın korunacak
metalden çözeltiye doğru geçmesi sağlanır. Katodik koruma daha çok gömülü olan ya da
daldırılmış yapıtlara uygulanabilir.
2.3.2.7. Anodik Koruma
Anodik koruma pasifleşen metallere uygulanan bir yöntemdir. Bu yöntemde metalin akım-potansiyel karakteristikleri iyi bilinmelidir. Pasiflik bölgesinde uygulanan potansiyel, metalin aşırı aşınmasını önler. Metal başlangıçta bir miktar çözünerek yüzeyde pasif bir tabaka oluşturur. Uygulanan anodik potansiyelde oluşan pasif tabakanın sürekliliği
24
sağlanır. Bu yöntem pasifleşmeyen metallere uygulanamadığı gibi, bilinçsizce yapılacak bir anodik koruma uygulaması da çok büyük zararlara neden olacaktır.
2.4. İnhibitör Etkinliklerinin Belirlenmesinde Dikkat Edilmesi Gereken İlkeler
Metal korozyonuna etkileyen faktörler çok çeşitli olduğundan inhibitör
uygulamalarının etkin olabilmesi için bazı faktörlere dikkat edilmesi gerekmektedir. Metalin türü, sistemde farklı metallerin kullanılıp kullanılmadığı, çözeltinin pH’ı, inhibitör derişimi, çözelti sıcaklığı, ortamın havaya açık olup olmaması ve zehirlilik bu faktörler arasındadır.
Her metalin elektronik yapısı farklı olduğundan inhibitörle etkileşimi farklı olacaktır. Etkileşme farklılıkları inhibitör etkinliklerinin de farklı olmasına neden olur. Herhangi bir inhibitör bazı metaller üzerine tamamen inhibitör etkisi gösterirken bir başka metal için aşındırıcı, tehlikeli bir iyon bile olabilmektedir.
İnhibitör seçilirken korunacak metalin doğası mutlaka göz önüne alınmalıdır. İnhibitörlerin her metal için ayrı etki göstermeleri nedeniyle birden fazla metalin bir arada kullanıldığı sistemlerde sorun çıkabilir. Bu durumda tüm metalleri birlikte koruyabilecek
karışımlar hazırlamak gerekir. Çünkü metallerden birinin korozyonunu önleyen bir bir
madde diğer metaller için korozif olabilir [53].
Asitli ortamlarda etkinliği olan inhibitör madde nötr ve bazik ortamlarda etkin olmayabilir. Özellikle elektron yoğunluğunun değiştiği ve ortamın pH ına göre katyonik karaktere sahip olabilen aromatik maddelerde bu durum gözlenmektedir. Asidik ortamın kullanıldığı bir çalışmada, 3,6-bis(2-metoksifenil)-1,2-dihidro-1,2,4-tetrazin (2-MDHT) in inhibitör etkinliğinin bileşiğin ortamın pH ına bağlı olarak protonlanması ve moleküldeki
elektronların yeniden düzenlenmesi sonucu arttığı bildirilmiştir [57]. Bu nedenle inhibitör
25
(2-MDHT) nin asidik ortamda protonlanması ve elektronların yeniden düzenlenmesi
[57].
İnhibitörün etkin olduğu en düşük derişimde kullanılması ekonomik açıdan gereklidir. Bazı inhibitörlerin az kullanılmaları bazen çok tehlikeli olmakta ve korozyonu hızlandırmaktadır. Sitrik asitin NaCl lü ortamda alüminyumun korozyonuna karşı
kullanıldığı bir çalışmada, 1x10-5 M kritik konsantrasyon olarak belirtilmiş, bu derişimin
altında ve üstünde sitrik asitin alüminyumun korozyonunu artırdığı bildirilmiştir [58].
Sıcaklığın yükselmesi kinetik hareketliliği arttırdığından adsorpsiyonu zayıflatır. Birçok inhibitör sıcaklık yükseldikçe etkinliğini kaybeder. Sıcaklığa bağlı yapı değişimleri de inhibitörlerin etkinlikleri açısından önemlidir. İnhibitörün oksijenle birlikte etkin olduğu koşullarda çözünmüş oksijenin bulunması gerekir. Sıcaklık arttıkça çözünmüş oksijen azalacağından bu durum göz önüne alınarak çözeltinin karıştırılması gerekebilir.
İçinde inhibitör bulunan çok miktarda sıvının nehir, göl, ya da denizlere bırakıldığı düşünülürse, zehirli ya da kirletici maddeler kullanılarak yapılan bir inhibitör uygulamasının çevreye vereceği zarar göz önünde tutulmalıdır. Gerekli arıtma işlemleri yapılmasının yanında, mümkünse biyolojik olarak bozunabilecek inhibitörler tercih edilmelidir. Bu nedenle son yıllarda yapılan çalışmalarda etkinliğin yanında, ekolojiye zarar vermeyecek özellikte maddeler araştırılmaktadır. Bakırın sülfürik asitli ortamda korozyonuna karşı toksik olmayan inhibitörlerin araştırıldığı bir çalışmada imidazol ve
bileşikleri kullanılmıştır [59]. Yumuşak çeliğin hidroklorik asitli ortamda korozyonuna
karşı inhibitör olarak bitki ekstraktının kullanıldığı bir başka çalışmada ise, 80°C de dahi
bitki ekstraktının %70’e yakın koruma sağladığı bildirilmiştir [60].
2.5. Dönüşümlü Voltammetri
Bu yöntemde, sabit bir çalışma elektroduna doğrusal olarak değişen bir gerilim uygulayarakoluşan akım, x-y kaydecisiyle kaydedilir. Çalışma elektroduna uygulanan gerilim profili ve alınan yanıt şekil 2.22’de görülmektedir. Çalışma elektrodunun gerilimi E1 den E2 ye değiştirilir, E2 değerine ulaştığı anda tarama yönü ters çevrilerek aynı tarama hızıyla başlangıç değerine kadar gidilir. Bu işlem istenirse çok döngülü voltammogramlar elde edilir. Bu yöntemde yanıtın pik şeklinde gözlenmesi sabit elektrot kullanılmasını bir sonucudur. Sabit çalışma elektroduna uygulanan gerilim, elektroaktif maddenin indirgenme veya yükseltgenme gerilimine ulaşınca, elektrot yüzeyini çevreleyen difüzyon
26
tabakasından, maddenin hızlı tüketilmesi akımda hızlı ve ani bir artışa neden olur. Bu işlem aynı zamanda difüzyon tabakası ile çözelti arasında kalan bölgede bir derişim farkı oluşturur ve bunun sonucu çözeltiden elektrot yüzeyine doğru kütle aktarımı başlar. Ancak kütle aktarım hızı elektron aktarım hızıyla yarışamadığından tepe noktasından sonra akımda üstel bir düşüş gözlenir.
Şekil 2.22. a) Çalışma Elektroduna Uygulanan Gerilim Profili b) Akım Cevabı
Dönüşümlü volametride, katodik yöndeki tarama sırasında oluşan ürünün kararlılığına bağlı olarak ters yönde ki taramada bu ürüne bağlı olan yükseltgenme pikide gözlenebilir.
Elektrokimyasal bir reaksiyonda elektron transferiyle oluşan türler her zaman son ürün olmaz. Türler, çözelti içinde kimyasal olarak kararsız ürünler oluşturabilirler. Bu kararsız ara ürünler, bir takım ardışık kimyasal basamaklardan sonra elektron transferiyle son ürüne dönüşebilirler. Bu olayın terside olabilir, yani son ürüne dönüşme elektron aktarım basamağını izleyen kimyasal bir reaksiyon basamağı sonucu olur. İkinci duruma örnek olarak aşağıdaki basit sistem verilebilir.
X + ne- →R R → Ürün(ler)
Yukarıda verilen reaksiyonlarda elektrokimyasal olarak indirgenen R türlerinin bir kısmı sonrasında kimyasal bir reaksiyonla harcanmaktadır. Eğer potansiyel tarama hızı, kimyasal reaksiyon hızına göre çok büyükse, R’ nin çok küçük bir kesri kimyasal reaksiyonda harcanacağından tersinir bir voltamogram elde edilir. Potansiyel tarama hızı, kimyasal reaksiyon hızından çok küçükse, tarama hızı R’nin yükseltgenme potansilenine ulaşmadan tam tersinmez elektrokimyasal sürece benzer bir voltammogram elde edilir.
27
Şekil 2.23. Çeşitli Elektrot Proseslerine Ait Dönüşümlü Voltammogramlar a) Tersinir b) Yarı Tersinir c) Tam Tersinmez d) Elektron Aktarımını İzleyen Kimyasal Reaksiyon
2.6. Antimikrobiyal Aktivite Yöntemleri
1960’lı yıllara kadar mikroorganizmaların ilaç ve özellikle antibiyotik duyarlılık testleri için birçok yöntem veya bu yöntemlerin değişik birçok modifikasyonları bildirilmiştir. Her yöntemin üstünlüğü ve kullanım alanları sınırlıdır. Sonuçları en yüksek düzeyde yorumlamak için yöntemin tüm özellikleri iyi kavranmalıdır. Bakterilerin antibiyotik duyarlılığını tayin etmede kullanılan başlıca temel iki yöntem vardır. Bu yöntemler, antibiyotiklerin seri halde dilüe edildikten sonra mikroorganizmalarla etkileştirildiği “titrasyon (dilüsyon veya sulandırma) yöntemleri” ve besiyerine test edilecek kültürün ekilmesinden sonra besiyeri yüzeyine test maddesi emdirilmiş kâğıt disk yerleştirmek suretiyle yapılan “disk difüzyon yöntemleri”dir [61].
Yapılan bir çalışmada alifatik sübstitüentler taşıyan 1,4-disübstitüe tiyosemikarbazit türevlerinin alkali siklizasyonuyla elde edilen 3-merkapto-1,2,4-triazol türevlerinin, C.
28
albicans, T. rubrum, T. mentagrophytes türü patojenik funguslar üzerinde antifungal
aktiviteye sahip olduğu gözlenmiştir [62].
R N N N R' S H
R= H, C2H5, C3H7, izo-C3H7, alil, siklohegzil, C4H9, C5H11,
C6H13,C7H15
R’= m-(NO2)C6H4, p-(NO2)C6H4, 2,5-(Br)C6H4, 2,5(OH)C6H4
Şekil 2.24. 1,4-disübstitüe tiyosemikarbazit Türevleri
Diğer bir çalışmada merkaptotriazoller 5. konumda sübstitüent olarak kullanılmıştır. Primidin-4-karboksilik asidin hidrazin ile reaksiyonundan oluşan hidrazitleri fenilizotiyosiyanat türevleri ile reaksiyona sokularak 1,4-disübstitüe tiyosemikarbazit türevleri elde edilmiştir. Bu tiyosemi karbazitlerin alkali siklizasyonuyla 5-primidin-4-fenil-4H-1,2,4-triazol-3-tiyol türevlerine ulaşılmıştır. Bu bileşikler üzerinde yapılan mikrobiyolojik çalışmalarda antibakteriyel ve antifungal aktivite gözlenmştir [63].
N N N N N Br SH S C H3 R R: H, Br, Cl, CH3, OCH3,OC2H5 Şekil 2.25. 5-primidin-4-fenil-4H-1,2,4-triazol-3-tiyol
4-amino-5-(3-piridil)-3-merkapto-4H-1,2,4-triazol sentezlenmiş ve amino grubunu aromatik aldehitlerle reaksiyona sokarak bileşikleri türevlendirilmiştir. Yapılan antimikrobiyal aktivite çalışmalarında C. albicans, Staphylococcus aureus, Sarcina lutea,
29 N N N N N R SH
R: C6H5, C6H5=CH, p-(Cl)C6H4, p-(OH)C6H4, o-(OH)C6H4, o-(Cl)C6H4, p-(OCH3)C6H4, p-(N(CH3)2)C6H4, p-(NO2)C6H4, m-(NO2)C6H4.
Şekil 2.26. Arilidenamino-5-(3-piridil)-3-merkapto-4H-1,2,4-triazoller
Bir başka çalışmada propiyonik asit hidrazidlerin farklı aril/alkil izotiyosiyanatlarla reaksiyonu ile tiyosemikarbazidleri ve tiyosemikarbazidlerin alkali siklizasyonu ile merkaptotriazoller elde edilmiştir. Merkaptotriazollerin 2-kloro-N-(2-tiyazolil)asetamid ile reaksiyonu 4-fenil/siklohekzil-5-(1-fenoksietil)-3-[N-(2-tiyazolil)asetamido]tiyo-4H-1,2,4-triazol türevlerini vermiştir. Bu bileşiklerin C. albicans, C. glabrata, E. coli, S.aureus, P.
aeruginosa türü mikroorganizmalara karşı antimikrobiyal aktiviteleri araştırılmıştır. Bazı
bileşikler çok güçlü antifungal etki göstermişlerdir [65].
R' O C H3 N N N R SH R = H, Cl, CH3 R’ = C6H5, C6H11 R”= H, COOC2H5, CH2COOOC2H5 R' O C H3 N N N R S O N H S R'' Şekil 2.27. 4-Fenil/siklohekzil-5-(1-fenoksietil)-3-[N-(2-tiyazolil)asetamido]tiyo-1,2,4-triazoller Yine bir çalışmada değişik 4-amino-2-[4-(4-sübstitüefenil)-5-merkapto-4H-1,2,4-triazol-3-il]fenol, 4-amino-2-[4-amino-5-[(4-sübstitüefenil)amino-4H-1,2,4-triazol-3-il]fenol ve 4-amino-2-[5-[(4-sübstitüefenil)amino-1,3,4-tiyadiazol-2-4-amino-2-[4-amino-5-[(4-sübstitüefenil)amino-4H-1,2,4-triazol-3-il]fenol sentezlemişler ve bu bileşiklerin antibakteriyel ve antifungal aktivitelerini araştırmışlardır. Yapılan mikrobiyolojik çalışmalarda, sentezlenen bileşikler S. aureus, E. coli ve A. niger türü mikroorganizmalara karşı önemli derecede antimikrobiyal aktivite göstermişlerdir [66].
30 R O H NH2 N N N S H N H2 N H2 OH N N N NH R O H NH2 S N N NH R
R: metoksifenil, klorofenil, 2,6-dimetilfenil, 3-kloro-florofenil, florofenil, bromofenil, 4-metilfenil
Şekil 2.28. Triazol ve Tiyadiazol Türevi Bileşikler
Yapılmış olan bir çalışmada 3-metil-4-[(2,4-dihidro-4-etil-3H-1,2,4-triazol-3-tiyon-5-il)fenilhidrazono]-5-izoksazolon bileşiği sentezlenmiş ve bu bileşik Ampisilin ve Flukonazol standartları kullanılarak antimikrobiyal aktivite çalışılmıştır. Antimikrobiyal aktivite çalışmasında kullanılan Pseudomonas mirabilis ATCC 14153, Pseudomonas
aeruginosa ATCC1539, Staphylococcus aureus ATCC 6538, Candida krusei KUEN 1001, Candida tropicalis KUEN 1021, Candida pseudotropicalis KUEN 1012, Candida utilis
KUEN 1031 ve Candida albicans ATCC 10231 suşlarına karşı önemli bir etkiye sahip olduğunu ve 4-arilhidrazono-5-izoksazolon türevlerinin, başlangıç maddelerine göre etkilerinin daha fazla olduğunu saptamıştır [67].
Şekil 2.29. 3-metil–4-[(2,4-dihidro–4-etil-3H–1,2,4-triazol–3-tiyon–5-il)fenilhidrazono]-5-izoksazolon Bileşiğinin Sentezi
31
Benzer bir çalışmada çeşitli 5-(4-nitro/aminofenil)-1,2,4-triazolin-3-tiyon türevi bileşikler sentezlenmiş ve bileşiklerin antibakteriyel, antifungal, antimikrobiyal aktivitelere sahip oldukları bildirilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda, amin türevlerinin, nitro türevlerine oranla daha aktif oldukları belirtilmiştir [68].
32
3. MATERYAL VE METOT 3.1. Kullanılan Araç ve Gereçler
o Cam malzeme olarak; çeşitli ebatlarda balonlar, soğutucular, damlatma hunileri, ayırma hunileri, huniler, beherler, erlenmayerler, büretler, kılcal borular ve deney tüpleri,
o Tartım için; Gec Avery ve Chyo JL 180 model terazi,
o IR spektrumları için Mattson 1000 Series FT-IR spektrometre (Fırat Üniv., Elazığ), o 1H-NMR spektrumu için Jeol 90 MHz 1H-NMR spektrometresi ( Fırat Üniv. Elazığ),
o 1H-NMR spektrumu için VARIAN-MERCURY-PLUS 400 MHz 1H-NMR spektrometre (Atatürk Üniversitesi, Erzurum),
o 13C-NMR spektrumu için VARIAN-MERCURY-PLUS 100 MHz 13C-NMR spektrometre (Atatürk Üniversitesi, Erzurum),
o Erime noktası tayin cihazı (Gallenkamp), o Magnetik ve mekanik karıştırıcılar, o Vakum pompası,
o Soğutucu olarak; tuz-buz banyoları, Kriyostat o Termostat
o 100 ve 360°C'lik termometreler o CaCl2 kurutma tüpü
o Desikatör
o Döner buharlaştırıcı,
o Kurutma işlemi için Elektro - Mag M 50 model etüv,
o Isıtma için; su banyoları, ısıtıcı mantolar, termostat, yağ banyosu, manyetik ısıtıcı ve karıştırıcılar
o Sterilizasyon için; ERS 200D Sterilizatör Otoklav o Otomatik pipetler
o İnkübasyon için; Heraevs Function Line marka Etüv
o Çalışma elektrodu (çapı 3mm ve yüzde bileşimi %0.08 C, %1 Mn, %1 S, %16-18 Cr,%14 Ni, %0.04 P, %0.03 S olan çelik elektrot)
o Referans elektrot (Ag-AgCl elektrot) o Yardımcı elektrot (Pt tel)
33 o pH metre Metrohm Model 744
o Iviumstat Elektrokimyasal Analizör
o JEOL JSM 7001F FE-SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu)
3.2. Kullanılan Kimyasal Maddeler
3.2.1. Reaktant Olarak
İzonikotin hidrazit, hidrazin hidrat, karbon sülfür, KOH, tiyosemikarbazitler, etil izotiyosiyanat, fenil izotiyosiyanat, tolil izotiyosiyanat, benzil izotiyosiyanat, allil izotiyosiyanat, HCl, H2SO4, p-kloranilin, aminosikloheksan, p-nitroanilin, klorasetilklorür,
K2CO3, NaHCO3, NaOH, KOH ve CH3COOH kullanıldı.
3.2.2. Kullanılan Çözücüler
Dietil eter, etil alkol, aseton, dioksan, benzen, dimetil sülfoksit, metanol, diklormetan, DMF, n-hekzan, siklohekzan, CCI4, etilasetat, toluen ve kloroform.
3.2.3. Kurutucular
CuSO4, P4S10, CaCl2, P2O5, Na, ve MgSO4
3.3. Saflaştırma
Deneylerde kullanılan bütün çözücüler ve diğer kimyasal maddeler literatürde belirtildiği şekilde saflaştırıldı 48.
3.3.1. Etil Alkol
Ticari olarak 600 °C' de kurutulmuş CaO ilave edilip 24 saat bekletildikten sonra yine CaO üzerinden iki kere damıtılarak kullanıldı.
34
3.3.2. Metanol
Metanol, CaO ile birlikte geri soğutucu altında kaynatıldıktan sonra destile edildi. Çok saf metanol elde etmek için geri soğutucu takılı, 2 litrelik dibi yuvarlak bir balona, 5 g Mg, 0.5 g I2 ve 70 cm3 CaO üzerinde destillenmiş metanol konuldu. İyodun rengi gidene kadar kaynatıldı. Sonra CaO üzerinde destillenmiş 900 cm3 metanol katılarak yarım saat daha kaynatıldı. Atmosfer basıncında destile edildi.
3.3.3. Eter
Eterdeki başlıca safsızlıklar su, etanol ve peroksit olabilir. Bir miktar eteri aynı hacimde % 2’ lik KI ve birkaç damla seyreltik HCl ile çalkalamakla ele geçen karışım nişasta çözeltisi ile bir renk verirse eterde peroksit olduğu anlaşılır. Peroksitleri eterden uzaklaştırmak için 60 g FeSO4, 6 cm3 derişik H2SO4 ve 110 cm3 su ile elde edilen çözeltinin 20 cm3' ü 1 lt eter ile çalkalaınr. Eter fazı alınıp içerisine susuz CaCl2 ilave edilir. Daha sonra karışım süzülerek süzüntünün herbir litresine 3 g Na preslenir. Atmosfer basıncında destilenip mutlak eter olarak reaksiyonlarda kullanıldı.
3.3.4. Kloroform
Ticari çözücüde stabilizör olarak % 1 etil alkol vardır. Etil alkolün uzaklaştırılması için aşağıda ki yöntemler kullanılabilir.
1. Kloroform 5-6 defa hacminin yarısı kadar su ile çalkalanır, en az bir gün CaCl2 de kurutulur ve damıtılır.
2. Kloroform 2-3 defa bir miktar % 5'lik sülfürik asit ile çalkalanır, suyla yıkanır, susuz CaCl2 veya K2CO3 ile kurutulur ve damıtılır.
Kloroform, metalik Na ile damıtılmaz aksi taktirde bir patlama olabilir. Ayrıca saf kloroform 61°C (760 mm Hg)'de kaynar.
