Heterosiklik bileşikler, günlük hayatımızda hayati bir rol oynadığı belirlenen, önemli ve çok geniş bir organik molekül sınıfını oluşturur. Doğal ürünlerde çeşitli heterosiklik çerçevelerin varlığı ve bunların malzeme bilimi, tıbbi kimya, zirai kimyasallar vb. alanlardaki yaygın uygulamaları, bunların çeşitli alanlarda olağanüstü önemini vurgulamaktadır. Heterosiklik çerçeveler arasında, yapısal olarak çeşitli azollerin son derece önemli bir rol oynadığı bulunmuştur. Azoller, çerçevesi bir ila beşe kadar nitrojen atomu içeren ve ayrıca azol konjugesinin bir parçası olarak en az bir S veya O atomu içerebilen beş üyeli heterosiklik aromatik bileşiklerin geniş, çok ilginç ve perspektif bir sınıfını temsil eder. İmidazol, pirazol, 1, 2, 3-triazol, tetrazol ve pentazol ile örneklendiği gibi ana azol bileşikleri, iki çift bağa sahip aromatik yapılardır.
Azolinler ve azolidinler gibi sadece bir çift bağ ile art arda indirgenmiş çeşitli analoglar sentezlenmiştir. Azol halkasındaki her heteroatomdan sadece bir çift elektron aromatik bağa katılır. Azollerdeki halka atomlarının numaralandırılması, çift bağa katılmayan heteroatom ile başlar ve diğer heteroatoma doğru ilerler. Çalışmalarının ve uygulamalarının başlangıcından bu yana pirazoller, imidazoller, triazoller, tetrazoller ve bunların kaynaşmış heterosiklik türevlerinin kimyasında büyük ilerlemeler kaydedilmiştir.
Bu azoller, önemli agrokimyasal ve farmasötik özelliklere sahip olan çok çeşitli doğal ve yapay olarak sentezlenmiş bileşiklerde çekirdek yapılar olarak da yaygın olarak bulunur. Bu heterosiklik çekirdeklerin hem biyomimetikler hem de reaktif farmakoforlar olarak hizmet etme konusundaki iyi bilinen yetenekleri, bunların çok sayıda ilaçta uygulamalarını teşvik eder.
Azollerin Koordinasyon Kimyası
Ayrıca, bu bölümde kısaca değinilecek olan diğer uygulamalar arasında, azollerin koordinasyon kimyasında önemli bir rol oynadığı bilinmektedir. Bu nedenle 1,2,3-triazoller 2-fenilbenzotriazol 1-oksidin tanımlandığı 19. yüzyılın sonundan beri bilinmektedir. İlk olarak 1937 yılında, triazol halkası bağlanma yeteneği araştırılmıştır ancak İlk kristalografik karakterize koordinasyon bileşiği 1976 (yalnızca rapor edilmiş olmasına rağmen) 1,2,3-triazollerin izomeri 1,2,4-triazol halkası ilk olarak 19. yüzyılın sonunda, 1885’ten beri bilinmektedir.
Metal iyonlarını bağlama yeteneği birkaç on yıl sonra ortaya çıktı ve eklentilerden birinin ilk kristal yapısı zaten 1962’de yayınlanmıştır. 1886 yılında terimtetrazoldört azotlu beş üyeli bir heteroaren için önerildive 20. yüzyılın ilk on yılında, 1910, bu heterosiklin metal iyonlarına potansiyel bağlanması rapor edildi X-ışını kırınım çalışması ile karakterize edilen ilk tetrazol kompleksi 1971’de Mason tarafından rapor edilmiştir . Bu üç ana azolün kimyası bir yüzyıldan fazla bir süredir çalışılmış olmasına rağmen, daha önceki koordinasyon davranışlarının kapsamlı bir araştırma konusu olmadığına dikkat edilmelidir. Triazol ve tetrazol bazlı yapısal raporlar koordinasyon bileşikleri araştırma literatüründe ancak 1980’lerin başından beri giderek daha yaygın hale gelmiştir. 
Aromi ve arkadaşları tarafından yapılan mükemmel 2011 incelemede çekici fizikokimyasal özelliklere sahip olağanüstü koordinasyon malzemelerinin tasarımı ve yapımı için 1,2,3-triazol, 1,2,4-triazol ve tetrazol halkalarının yüksek çok yönlülüğünü ve uygunluğunu açıkça göstermiştir. Bu tür azol içeren ligandların sentetik esneklikleriyle birlikte doğrudan hazırlanması, koordinasyon polimerleri ve MOF’ler (metaloorganik çerçeveler), metal kompleksler ve spin-crossover özellikli koordinasyon bileşikleri gibi sayısız olağanüstü sistemin sentezine izin verdi. Bu alanların gerçekten de güncel sıcak araştırma konularını temsil ettiği vurgulanmalıdır. Ayrıca, bu N-verici ligandlar, biyolojik kimya, nanomalzemeler, anyon tanıma ve doğrusal olmayan optik gibi uygulamalı koordinasyon kimyasının diğer birçok alanında uygulamalar bulmuştur.
Polimerlerdeki Azoller
Yüksek mobiliteye sahip polimerik yarı iletkenlerin yapısal mühendisliğindeki uygulamalar için azin ve azol tipi N-heteroaromatik bileşiklerdeki son gelişmelerden bahsetmek de oldukça ilgi çekicidir. Polimerik yarı iletkenlerin en hızlı gelişen alanı, yüksek oranda ayarlanabilir donör-alıcı yapısal motifleri kullanarak yeni yarı iletkenlerin üretilmesidir. Bu yaklaşım, yarı iletken polimer tasarımının tüm stratejisinde devrim yaratmıştır. Ayrıca, benzen veya tiyofen parçalarını çeşitli sp 2 ile değiştirmenin çekiciliği Azin veya azol heterosiklleri gibi hibritleştirilmiş N-heteroaromatikler, tasarım çabalarını n-tipi veya ambipolar yük taşıma davranışlarına sahip materyaller geliştirmeye yönlendirdi.
Polimer moleküllerine eklenen nitrojen atomları, moleküler yörünge enerjilerini ayarlamaya izin vererek, sınır moleküler yörünge enerji seviyelerini düşürerek elektron enjeksiyonunu arttırır. Ayrıca, elektronik kuplajın en üst düzeye çıkarılmasıyla sonuçlanan sterik etkilerin azaltılmasına izin verirler. Bu çalışmada, yüksek mobiliteye sahip polimerik yarı iletkenlerin yapı mühendisliğinde kullanılacak azin veya azol tipi N-heteroaromatiklerin karakterizasyonu ve sentezlerindeki son gelişmelere genel bir bakış verilmiştir.
Bu N-heteroaromatik yapı taşlarını ve karşılık gelen polimerleri oluşturmak için çeşitli sentetik yollar gözden geçirildi. Bu yollar moleküler mühendislikte yeni gelişmelere ilham verebilir. Ayrıca, yeni yarı iletken polimer elektronik yapıları ve konformasyonel tercihler dahil olmak üzere önemli yapısal özellikler tartışıldı. Bu derleme ayrıca bu N-heteroaromatik bileşiklerin moleküler yapıları ile cihaz performansları arasındaki korelasyonları tartışılmaktadır. Özetlemek gerekirse, N-heteroaromatik halkalar içeren yarı iletken polimerler, modern organik elektronikte özel uygulamalar için bileşiklerin fonksiyonel tasarımı için birincil adaylar olarak düşünülmelidir.
Ayrıca, son zamanlarda diğerleri arasında (fenol, karboksilik asit, piridin, histidin ve üretan) azol donör fragmanları içeren polimerlere dayalı metal kompleksleri gibi kendi kendini iyileştiren ve şekil hafızalı metallopolimerler (MP) ile ilgili en son başarılar ve problemler gözden geçirilmiştir. Şekil hafızalı MP’lerin eylem ilkelerine özellikle dikkat edildi. MP’ler, sensörler, yumuşak elektronik cihazlar, transistörler, iletkenler, nanojeneratörler, kemik dokusu mühendisliği vb. için fonksiyonel malzemeler olarak uygulamalarından dolayı genel olarak büyük ilgi görmektedir.
Enerjik Bileşikler Olarak Azoller
Tabii ki, enerjik bileşikler olarak azollerin ve türevlerinin uygulamaları oldukça ilgi çekicidir: bu nedenle, çeşitli azol bazlı enerjik tuzlar (tetrazol bazlı, triazol bazlı, imidazol ve pirazol bazlı) 2011 yılında Gao ve Shreeve tarafından gözden geçirilmiştir. Enerjik pentazolat ve türevlerinin son zamanlardaki mevcut sentezi ve özellikleri Wozniak ve Piercey tarafından gözden geçirilmiştir. Pentazolate, ya da siklo-N 5, son iki yıl içinde artan ilgi alınan. Karbon ve hidrojenden olmayan bileşik olarak, pentazolate anyon de aynı zamanda çevre dostu N serbest ayrışma üzerine büyük miktarlarda enerji serbest bırakmak için bilinen 2 gazdır. Bu son derece çekici nitelikler nedeniyle, pentazolat anyonu ve türevleri, yeni yüksek enerji yoğunluklu malzemelerin geliştirilmesinde esastır.
İyonik Sıvılarda Azoller
Easton ve ark. burada iyonik sıvılardaki (IL) azolat anyonları dikkate almıştır. 1-alkil-3-metilimidazolyum katyonları sentez kolaylıkları, yaygın pozitif yükleri ve kimyasal kararlılıkları nedeniyle iyonik sıvı kimyasında en rutin olarak kullanılan ve tarihsel olarak önemli bileşenlerden biridir. Bununla birlikte, azoller olarak, IL’lerde bir anyonik bileşen olarak kullanımlarına izin vermek için azollerin çok yönlü kimyası, nispeten nadiren araştırıldı. Azolat anyonları, elektron çekme etkileri için halojen atomlarına dayanmamanın ek avantajlarıyla birlikte, yaygın iyonik yük, uyarlanabilir asimetri ve sentetik esneklik gibi IL oluşumu için çok sayıda istenen özelliğe sahiptir.
İnceleme, yalnızca 39 farklı azolat anyonundan hazırlanan, şimdiye kadar bilinen azolat içeren iyonik sıvıları araştırdı. sadece IL bileşenleri olarak iyi bilinen faydalarını vurgulamakla kalmayıp, aynı zamanda avantajlı özelliklerinin yeni özel malzemelerin tasarımı için daha geniş bilimsel topluluk tarafından kullanılabilme yollarını da vurgulamak amacıyla. Bu bağlamda Easton ve ark. protik iyonik sıvıların (PIL’ler) katı hal davranışını kontrol etmek için stokiyometrik olmayan bir yaklaşımın, 4,5-disiyanoimidazolün (HDCNim) ya 1-etilimidazol (C2im) veya 1-butilimidazol (C4im) ile doğrudan karıştırılmasıyla gösterildiği ) farklı mol fraksiyonlarındadır.
Korozyon İnhibitörleri Olarak Azoller
Xhanari ve Finšgar ve Fateh ve ark. azoller ve türevleri üzerine yaptıkları ilk incelemede, son yirmi yılda Al ve alaşımların organik korozyon inhibitörlerinin alkali (esas olarak NaOH ve KOH) ve klorür çözeltilerinde kullanımına ilişkin olarak yapılan araştırmaları özetlemişlerdir. Bu derlemenin odak noktası, korozyon önleyicilerin tipi ve bunların inhibisyon etkinliği ve mekanizması üzerindeydi. En sık kullanılan korozyon inhibitörlerinin merkapto bileşikleri, azol türevleri, organik boyalar ve farklı polimerler olduğu gösterilmiştir.
Ağırlık kaybı ve elektrokimyasal teknikler, çalışılan bileşiklerin korozyon önleme etkinliğinin değerlendirilmesi için en sık kullanılan teknikler arasındaydı. İkinci inceleme, Cu ve alaşımlarının korozif ortamlarda korozyon inhibitörleri ile birlikte korozyonunu ele aldı. Bakır için ana korozyon önleyici gruplar tanıtıldı ve adsorpsiyon modellerinin gözden geçirilmesi sağlandı. Tuz ve zayıf asidik ortamlarda bakırın korunması için en yaygın olarak kullanılan korozyon inhibitörlerinin, triazol, benzotriazol ve tiazol gibi azol ailesinden organik bileşikler olduğu ve güçlü asidik ortam için imidazol ve tetrazolün en iyi performansı gösterdiği gösterilmiştir. Ayrıca Kuznetsov ve Kazansky’nin 2008 tarihli çalışmasından bahsetmekte fayda vardır.
Kemosensörlerdeki Azoller
Ahmed ve tarafından yakın zamanda gözden geçirilen 1,2,3-triazol bazlı kemosensörlerdeki son gelişmelerden bahsetmek ilginçtir.. Bu derleme, çeşitli metal katyonları, anyonları ve nötr analitlerin tespiti için kullanılan tıklamayla oluşturulan triazollere dayalı kemosensörler alanındaki en son gelişmeleri özetlemiştir. . Metal iyonlarının tespiti, tıbbi, biyolojik ve çevresel etkileri nedeniyle önemli ve perspektif bir araştırma alanı haline geldi. Bu, bu konuda yayınlanan ve çeşitli analitler için daha güvenilir ve sofistike triazol bazlı kemosensörler bildiren makalelerin sayısında önemli bir artışla sonuçlandı. İnceleme, tanıma kolaylığı, basit enstrümantasyon, yüksek seçicilik ve yüksek hassasiyet gibi kriterler de dahil olmak üzere diğer kemosensörlere göre avantajları nedeniyle 2012 ve 2020 arasında bildirilen kemosensörlerin gelişimini değerlendirmişlerdir.
Kaynakça:
https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/azole
https://www.uptodate.com/contents/pharmacology-of-azoles
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu