Avaliação do efeito solvente: isômero MC-TTC da merocianina em metanol

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: CUNHA, Débora Assumpção
• Orientador(a): LOPES, Juliana Fedoce
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Multicêntrico em Química de Minas Gerais
• Departamento: IRN - Instituto de Recursos Naturais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Solvatocromismo; Espiropiranos; Merocianinas
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3956

As moléculas de espiropiranos (SP) isomerizam à merocianinas (MC) ao serem expostas a fatores externos como radiação, mudanças de temperatura, diferentes solventes etc. O fenômeno que foca na influência do solvente na mudança das propriedades eletrônicas é chamado de solvatocromismo, e pode ser observado pela mudança de coloração de um soluto em diferentes solventes. Neste trabalho partimos de um sistema contendo um isômero da meroicianina, a MC-TTC, em solução de metanol, para assim verificar as interações eletrônicas que expliquem esse fenômeno. A química computacional foi utilizada primeiramente com o software Gaussian 09, aplicando DFT, realizando simulações na fase líquida de forma implícita, por método IEFPCM. Cálculos de otimização de geometria, frequência vibracional e de carga atômica foram realizados com o funcional M06-2X e função de base 6-31G(d,p). A partir dos resultados obtidos deu-se sequência para as simulações de forma explícita. Pela mecânica clássica considerou-se as simulações de Monte Carlo para a solvatação explícita, no qual o software DICE 3.0 representou o sistema soluto-solvente considerando um ensemble NPT e campo de força OPLS. Desta forma foram obtidos resultados de função de distribuição radial, definindo a distância e a quantidade de metanol nas camadas de solvatação (1ª camada: 8 moléculas; 2ª camada: 17 moléculas), assim como interações átomo-átomo. Nestas, previu-se o comportamento das distribuições do solvente e sua maior concentração em determinadas regiões. Selecionou-se 50 configurações descorrelacionadas estatisticamente, direcionando-as a cálculos quânticos de metodologia TD-DFT. Nesta etapa manteve-se o funcional M06-2X e função de base 6-31G(d,p), e a solvatação implícita por IEFPCM para representação de interações de longas distâncias. Foram gerados espectros UV-Vis, onde se encontrou uma diferença significativa de aproximadamente 40 nm entre os valores máximos de absorção dessas 50 configurações. A mesma análise foi feita para a segunda camada de solvatação, e, como conjunto de resultados, confirmou-se que a representação explícita é eficiente em apresentar o fenômeno do solvatocromismo, e consequentemente, em entender os fatores que influenciam as interações soluto-solvente.