Published March 22, 2022 | Version v1
Publication Open

Synthesis, crystal structure, Hirshfeld surface investigation and comparative DFT studies of ethyl 2-[2-(2-nitrobenzylidene)hydrazinyl]thiazole-4-carboxylate

Creators

  • 1. Mirpur University of Science and Technology
  • 2. Ulsan National Institute of Science and Technology
  • 3. University of Sargodha
  • 4. University of Education
  • 5. Quaid-i-Azam University
  • 6. Namal College

Description

The ethyl 2-[2-(2-nitrobenzylidene)hydrazinyl]thiazole-4-carboxylate (1), a thiazole ester, was synthesized by refluxing 1-(2-nitrobenzylidene)thiosemicarbazide and ethyl bromopyruvate. The compound is characterized by spectrometric, spectroscopic and single crystal (SC-XRD) techniques. Non-covalent interactions that are responsible for crystal packing are explored by Hirshfeld surface analysis. All theoretical calculations were performed by DFT quantum chemical methods using 6-311G(d,p) and cc-pVTZ basis sets and compared. Theoretical harmonic frequencies of ethyl 2-[2-(2-nitrobenzylidene)hydrazinyl]thiazole-4-carboxylate (1) were optimized. Confirmation of hydrogen bonding sites was analyzed by molecular electrostatic potential (MEP) and Mulliken population analysis. The vibrational frequencies of characteristic functional groups and chemical shifts were found in good agreement with experimental assignments. Frontier molecular orbital (FMO) revealed relatively small HOMO-LUMO (highest occupied molecular orbital-lowest unoccupied molecular orbital) gape, which speaks off the nearly planar geometry and extended conjugation, as compared to the substituents with no conjugation possible. It has also been observed that -NO2 substituent plays a vital role for this relatively small HOMO-LUMO gape and overall electronic properties when compared with similar thiazole carboxylates (2-6, Table 6). Ethyl 2-[2-(2-nitrobenzylidene)hydrazinyl]thiazole-4-carboxylate (1) was also evaluated for its anti-oxidant and anti-microbial activities.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم تصنيع إيثيل 2 -[2 -(2 -نيترو بنزيليدين) هيدرازينيل] ثيازول - 4 - كربوكسيلات (1)، إستر ثيازول، عن طريق الارتداد 1 -(2 -نيتروبنزيليدين) ثيوسيميكاربازيد وبروموبيروفات الإيثيل. يتميز المركب بتقنيات القياس الطيفي والطيفي والبلورة المفردة (SC - XRD). يتم استكشاف التفاعلات غير التساهمية المسؤولة عن التعبئة البلورية من خلال تحليل سطح هيرشفيلد. تم إجراء جميع الحسابات النظرية بواسطة الطرق الكيميائية الكمومية DFT باستخدام مجموعات أساس 6-311 G (d,p) و cc - pVTZ ومقارنتها. تم تحسين الترددات التوافقية النظرية للإيثيل 2 -[2 -(2 -نيترو بنزيليدين) هيدرازينيل] ثيازول-4 -كربوكسيلات (1). تم تحليل تأكيد مواقع الترابط الهيدروجيني من خلال الجهد الكهروستاتيكي الجزيئي (MEP) وتحليل سكان Mulliken. تم العثور على الترددات الاهتزازية للمجموعات الوظيفية المميزة والتحولات الكيميائية في توافق جيد مع المهام التجريبية. كشف المدار الجزيئي الحدودي (FMO) عن فجوة HOMO - LUMO صغيرة نسبيًا (أعلى مدار جزيئي مشغول - أدنى مدار جزيئي غير مشغول)، والتي تتحدث عن الهندسة المستوية تقريبًا والاقتران الممتد، مقارنة بالبدائل مع عدم وجود اقتران ممكن. كما لوحظ أن بديل ثاني أكسيد النيتروجين يلعب دورًا حيويًا في هذه الفجوة الصغيرة نسبيًا من HOMO - LUMO والخصائص الإلكترونية الشاملة عند مقارنتها بكربوكسيلات الثيازول المماثلة (2-6، الجدول 6). كما تم تقييم إيثيل 2 - [2 -(2 -نيتروبنزيليدين) هيدرازينيل] ثيازول - 4 - كربوكسيلات (1) لأنشطته المضادة للأكسدة والمضادة للميكروبات.

Translated Description (French)

Le 2-[2-(2-nitrobenzylidène) hydrazinyl]thiazole-4-carboxylate d'éthyle (1), un ester de thiazole, a été synthétisé par reflux de 1-(2-nitrobenzylidène)thiosemicarbazide et de bromopyruvate d'éthyle. Le composé est caractérisé par des techniques spectrométriques, spectroscopiques et monocristallines (SC-XRD). Les interactions non covalentes responsables de l'empilement des cristaux sont explorées par l'analyse de surface de Hirshfeld. Tous les calculs théoriques ont été effectués par des méthodes de chimie quantique DFT en utilisant des ensembles de base 6-311G(d,p) et cc-pVTZ et comparés. Les fréquences harmoniques théoriques du 2-[2-(2-nitrobenzylidène) hydrazinyl]thiazole-4-carboxylate d'éthyle (1) ont été optimisées. La confirmation des sites de liaison hydrogène a été analysée par analyse du potentiel électrostatique moléculaire (MEP) et de la population de Mulliken. Les fréquences vibratoires des groupes fonctionnels caractéristiques et des déplacements chimiques ont été trouvées en bon accord avec les affectations expérimentales. L'orbitale moléculaire frontalière (FMO) a révélé une ouverture HOMO-LUMO relativement petite (orbitale moléculaire occupée la plus haute - orbitale moléculaire inoccupée la plus basse), qui témoigne de la géométrie presque plane et de la conjugaison étendue, par rapport aux substituants sans conjugaison possible. Il a également été observé que le substituant -NO2 joue un rôle vital pour ce gape HOMO-LUMO relativement petit et ses propriétés électroniques globales par rapport aux carboxylates de thiazole similaires (2-6, tableau 6). Le 2-[2-(2-nitrobenzylidène) hydrazinyl]thiazole-4-carboxylate d'éthyle (1) a également été évalué pour ses activités antioxydantes et antimicrobiennes.

Translated Description (Spanish)

El 2-[2-(2-nitrobenciliden)hidrazinil]tiazol-4-carboxilato de etilo (1), un éster de tiazol, se sintetizó sometiendo a reflujo 1-(2-nitrobenciliden)tiosemicarbazida y bromopiruvato de etilo. El compuesto se caracteriza por técnicas espectrométricas, espectroscópicas y monocristalinas (SC-XRD). Las interacciones no covalentes que son responsables del empaquetamiento de cristales se exploran mediante el análisis de superficie de Hirshfeld. Todos los cálculos teóricos se realizaron mediante métodos químicos cuánticos DFT utilizando conjuntos básicos 6-311G(d,p) y cc-pVTZ y se compararon. Se optimizaron las frecuencias armónicas teóricas de 2-[2-(2-nitrobenciliden)hidrazinil]tiazol-4-carboxilato de etilo (1). La confirmación de los sitios de enlace de hidrógeno se analizó mediante el potencial electrostático molecular (MEP) y el análisis de la población de Mulliken. Las frecuencias vibratorias de los grupos funcionales característicos y los cambios químicos se encontraron en buena concordancia con las asignaciones experimentales. El orbital molecular fronterizo (FMO) reveló una brecha HOMO-LUMO relativamente pequeña (orbital molecular ocupado más alto-orbital molecular desocupado más bajo), que habla de la geometría casi plana y la conjugación extendida, en comparación con los sustituyentes sin conjugación posible. También se ha observado que el sustituyente -NO2 desempeña un papel vital para esta brecha HOMO-LUMO relativamente pequeña y las propiedades electrónicas generales en comparación con tiazol carboxilatos similares (2-6, Tabla 6). También se evaluó el 2-[2-(2-nitrobenciliden)hidrazinil]tiazol-4-carboxilato de etilo (1) por sus actividades antioxidantes y antimicrobianas.

Files

s13065-022-00805-1.pdf

Files (3.5 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:dd410fffbd89d49803b5950c37db4b4d
3.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التركيب، التركيب البلوري، فحص سطح هيرشفيلد ودراسات DFT المقارنة للإيثيل 2 -[2 - (2-نيترو بنزيليدين) هيدرازينيل] ثيازول-4-كربوكسيلات
Translated title (French)
Synthèse, structure cristalline, étude de la surface d'Hirshfeld et études comparatives de la TFD du 2-[2-(2-nitrobenzylidène) hydrazinyl]thiazole-4-carboxylate d'éthyle
Translated title (Spanish)
Síntesis, estructura cristalina, investigación de la superficie de Hirshfeld y estudios comparativos de DFT de 2-[2-(2-nitrobenciliden)hidrazinil]tiazol-4-carboxilato de etilo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4220672612
DOI
10.1186/s13065-022-00805-1

Is supplement to
https://openalex.org/W4389886117 (Other)
https://openalex.org/W4312812825 (Other)
https://openalex.org/W3174367691 (Other)
https://openalex.org/W3124647548 (Other)
https://openalex.org/W2877694979 (Other)
https://openalex.org/W2486704753 (Other)
https://openalex.org/W2086185984 (Other)
https://openalex.org/W2082261950 (Other)
https://openalex.org/W2043718297 (Other)
https://openalex.org/W131422149 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1538294300
  • https://openalex.org/W1548551133
  • https://openalex.org/W1964021292
  • https://openalex.org/W1979583370
  • https://openalex.org/W1981946005
  • https://openalex.org/W1985305274
  • https://openalex.org/W1985915253
  • https://openalex.org/W1990890899
  • https://openalex.org/W1998882391
  • https://openalex.org/W2000029338
  • https://openalex.org/W2000658185
  • https://openalex.org/W2006806329
  • https://openalex.org/W2007432258
  • https://openalex.org/W2013176211
  • https://openalex.org/W2016450375
  • https://openalex.org/W2021720051
  • https://openalex.org/W2023993071
  • https://openalex.org/W2034513400
  • https://openalex.org/W2038083805
  • https://openalex.org/W2043737771
  • https://openalex.org/W2055639835
  • https://openalex.org/W2058363175
  • https://openalex.org/W2059651654
  • https://openalex.org/W2063334178
  • https://openalex.org/W2064838673
  • https://openalex.org/W2077024167
  • https://openalex.org/W2083155597
  • https://openalex.org/W2091493559
  • https://openalex.org/W2092435896
  • https://openalex.org/W2112822655
  • https://openalex.org/W2115336120
  • https://openalex.org/W2131350133
  • https://openalex.org/W2143981217
  • https://openalex.org/W2145538332
  • https://openalex.org/W2254230151
  • https://openalex.org/W2318661426
  • https://openalex.org/W2334464440
  • https://openalex.org/W2751610450
  • https://openalex.org/W2800114998
  • https://openalex.org/W2910220380
  • https://openalex.org/W2923592311
  • https://openalex.org/W2949565992
  • https://openalex.org/W2950417160
  • https://openalex.org/W2952615746
  • https://openalex.org/W2971534209
  • https://openalex.org/W2988754603
  • https://openalex.org/W3089120810
  • https://openalex.org/W4211217388
  • https://openalex.org/W755213536