Teoria do Funcional da Densidade aplicada à transferência intramolecular de próton no estado excitado em sistemas baseados em imidazol, oxazol e tiazol

• Processo: 18/09930-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Fernando Heering Bartoloni
• Beneficiário: Fernando Heering Bartoloni
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Assunto(s): Química teórica Teoria do funcional da densidade Transferência de prótons Imidazolinas Oxazolidinonas Tiazolidinedionas Publicações de divulgação científica Artigo científico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dft | Esipt | hydrogen bonding | imidazole | oxazole | thiazole | Química Teórica

Resumo

A transferência de próton intramolecular no estado excitado (ESIPT) é um processo fotoinduzido fortemente associado a uma ligação de hidrogênio presente na estrutura molecular. Neste manuscrito, são apresentadas as curvas de energia potencial empregando a Teoria do Funcional da Densidade Dependente do Tempo (TDDFT) para um derivado benzimidazólico (HBI), que evidencia uma transferência de próton energeticamente favorável no estado excitado (i.e., ESIPT), mas não no estado fundamental. Adicionalmente, foram avaliadas como mudanças na funcionalidade heterocíclica, baseada em sistemas imidazólico, oxazólico e tiazólico trifenil-substituídos, afetam o processo de ESIPT que converte uma espécie enólica em uma cetônica graças à transferência de próton fotoinduzida. Dados estruturais e fotofísicos obtidos por meio de cálculos baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) mostram um comportamento contrastante para os três sistemas heterocíclicos. Foi observado que a ligação de hidrogênio intramolecular é fortalecida no estado excitado, evidenciando a ocorrência de ESIPT. A espécie cetônica do sistema baseado em imidazol possui a maior diferença de energia entre níveis HOMO-LUMO (associada a uma emissão em 523 nm), seguida dos compostos derivados de oxazol e tiazol. Finalmente, foi observado que, com a formação do estado excitado, há uma diminuição da densidade eletrônica do oxigênio que atua como doador de próton, enquanto que há aumento substancial da densidade correspondente no átomo de nitrogênio que serve de aceptor de próton, portanto, indicando que a transferência de próton de fato é favorecida após a absorção de fóton. (AU)