Fotoestabilidade da vitamina C : dinâmica de Surface hopping e análise de transferência de carga intramolecular - Lopes, Yago Francisco (2021)
A vitamina C é um nutriente essencial ao ser humano, sendo importante em diversos processos bioquímicos, fotoquímicos e atividades antioxidantes. Entretanto, muitos mecanismos da atividade da vitamina C ainda não são completamente entendidos, como, por exemplo, a transferência intramolecular de cargas, a estabilidade fotoquímica e o tempo de decaimento dos seus respectivos estados excitados. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo principal analisar os 12 primeiros estados excitados da vitamina C, classificandoos em excitações locais, transferência de cargas ou de Rydberg. Além disso, o tempo de decaimento de cada estado excitado foi estimado usando a dinâmica molecular de Surface Hopping (DMSH). Na DMSH, os orbitais de Khon-Sham foram expandidos usando ondas planas com energia de corte de 75 Ry, funcional de troca e correlação PBE e pseudopotencial de norma conservada de Troullier-Martins. A temperatura foi controlada em 300 K usando uma cadeia de três termostato de Nosé-Hoover. Os espectros de UV-vis foram obtidos usando TDDFT com os funcionais de troca e correlação CAM-B3LYP, B3LYP e PBE e o conjunto de funções de base 6-31G. O efeito do solvente aquoso foi incluído nos cálculos explícito e implicitamente. Os resultados dos cálculos mostram que os parâmetros geométricos obtidos teoricamente têm boa concordância com os valores experimentais. Observa-se ainda que o 𝜆𝑚𝑎𝑥 obtido com a inclusão implícita e explicita do solvente aquoso foi 246,40 nm e 245,43 nm, respectivamente. Estes resultados quando comparados com o em fase gasosa representam um deslocamento de 21,5 e 20,53 nm, respectivamente. Em 33,33 % dos estados excitados analisados ocorrem a transferência de carga, sendo que as excitações são predominantemente do tipo . De todas as trajetórias de DMSH analisadas, não se observou a fotodegradação, ou seja, a vitamina C apresenta estabilidade fotoquímica; o que possibilita, por exemplo, a utilização desta molécula em dispositivos fotoelétricos e protetores solares.