Estudo das propriedades fotofísicas e simulação do espectro de UV-VIS de corantes sensíveis ao pH

• Autor(a) principal: Gil, Eduarda Sangiogo
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/178316
• topic: Corantes : Propriedades; Química quântica; Complexos de transferência de carga; TD-DFT; ESP; ChelpG charges; Nuclear ensemble; Charge transfer

Utilizando métodos da química quântica computacional, como a Teoria Funcional da Densidade independente (DFT) e dependente do tempo (TD-DFT), uma série de corantes sensíveis ao pH, contendo o grupo azo-benzotiazol foram estudados. Estes corantes fornecem uma variedade de tons que variam do vermelho para o azul e/ou verde, em que esta variação ocorre de acordo com a escolha do substituinte. Estes compostos têm atraído o interesse de muitos grupos de pesquisa, em parte por causa de suas múltiplas aplicações. Para isso, dois funcionais foram testados, um funcional híbrido com troca-correlação: PBE1PBE e um funcional o qual inclui correções de dispersão átomo-átomo como proposto por Grimme: . Juntamente com os funcionais, o conjunto de base cc-pVDZ foi empregado para as otimizações das geometrias e o jun-cc-pVTZ para os cálculos de energias e propriedades moleculares, onde o funcional PBE1PBE apresentou resultados com maior concordância com os dados experimentais. A superfície de potencial eletrostático, assim como as cargas ChelpG, foram computadas para prever os possíveis sítios de protonação para estas moléculas em baixo pH, uma vez que essa família de compostos é sensível ao pH, sendo o principal sítio de protonação encontrado o nitrogênio do anel benzotiazol Com isso, foram realizados os cálculos de TD-DFT para as moléculas com o nitrogênio do anel benzotiazol protonado. Além disso, foi utilizado o descritor de transferência de carga r para prever possível transferência de carga nos compostos em estudo. Por último, foi feita a simulação do espectro de absorção baseado na abordagem do conjunto de ensembles nucleares utilizando o programa Newton-X, onde novamente o funcional PBE1PBE apresentou o deslocamento dos máximos de absorção mais próximos dos espectros experimentais.