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Estudo de compostos organometálicos de 199Hg em solução por dinâmica molecular ab initio e cálculos relativísticos de RMN

Processo: 19/18727-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de novembro de 2019
Vigência (Término): 31 de julho de 2023
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Lucas Colucci Ducati
Beneficiário:Leonardo Araujo Schenberg
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Química teórica   Compostos organometálicos   Simulação de dinâmica molecular   Métodos ab initio   Cálculos relativísticos   Solvatação   Água   Moléculas bioativas   Ressonância magnética nuclear

Resumo

O estudo do efeito de solvatação da água, e principalmente da coordenação do solvente, sobre o tensor blindagem/deslocamento químico e sobre as constantes de acoplamento indireta spin-spin de 199Hg em adutos de biomoléculas serão alvo de estudo. Estes complexos apresentam uma forte influência do solvente, sendo necessário o uso de solvatação explícita e uma descrição do sistema soluto-solvente de forma dinâmica. Estes adutos de biomoléculas de mercúrio ainda são estudados até hoje, devido aos seus grandes efeitos toxicológicos e à contaminação do meio ambiente. Contudo, os valores teóricos estimados dos parâmetros magnéticos com geometrias estáticas em nível DFT, com inclusão de efeito de solvente implícito e Hamiltoniano com correção relativística, superestimam os valores experimentais em cerca de 50% para os compostos. A pobre descrição da estrutura eletrônica das adutos de 199Hg de biomoléculas em solução obtida pelos modelos estáticos, refletida na baixa acurácia das propriedades de RMN calculadas, faz necessário de modelos dinâmicos para melhor descrição das propriedades magnéticas, e elucidação da densidade eletrônica no 199Hg e das ligações entre o metal e seus ligantes. Para isso, a dinâmica molecular de Kohn-Sham (KS) Car-Parrinello (CPMD) e cálculos KS híbridos de propriedades magnéticas, com e sem efeito de solvente, serão utilizados. Esta nova técnica computacional, aliando KS-CPMD e cálculos KS-DFT híbridos para determinação de propriedades magnéticas, foi proposta e desenvolvida nos últimos anos e tendo sido aplicada com sucesso para compostos dinucleares de metais de transição Tl-Pt e Pt-Pt. Alguns resultados preliminares de alguns compostos propostos neste projeto também ilustram o potencial desta metodologia. (AU)