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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
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
Vigência: 01 de julho de 2018 - 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). Santo André, SP, Brasil
Assunto(s):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)

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