Efeitos da solvatação híbrida QM/MM e das interações com íons na espectroscopia e nos processos fotofísicos dos tautômeros de sulfonamidas.

• Processo: 25/13459-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Roberto Luiz Andrade Haiduke
• Beneficiário: José Luiz Felix Santos
• Supervisor: Adrian Roitberg
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Florida, Gainesville (UF), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 22/14780-7 - Estudo teórico dos efeitos das ligações hidrogênio e interações com íons sobre os estados fundamentais, eletronicamente excitados e barreiras energéticas da reação de fotodegradação de sulfonamidas, BP.DR
• Assunto(s): QM Espectroscopia Química computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Mm | Photophysics | Qm | solvation | Spectroscopy | Sulfonamides | Tautomers | Química computacional

Resumo

As sulfonamidas (SAs) são antibióticos sintéticos que representam uma ameaça potencial aos ambientes aquáticos e à saúde humana. Além disso, as SAs apresentam um comportamento tautômerico complexo em ambientes aquosos, com implicações significativas para suas propriedades fotoquímicas e fotofísicas. Este projeto tem como objetivo investigar como a solvatação explícita e as interações com cátions metálicos ambientalmente relevantes (por exemplo, Ca²¿, Zn²¿, Mg²¿) modulam as características estruturais e espectroscópicas dos tautômeros de SAs em solução.Assim, o estudo integra dinâmicas moleculares clássicas (MD) com simulações quântico-mecânicas/mecânico-moleculares (QM/MM), juntamente com métodos de estrutura eletrônica em estado excitado. O projeto também explora dinâmicas moleculares não adiabáticas (NAMD) para compreender como os efeitos do solvente e as interações iônicas influenciam os processos fotofísicos (por exemplo, acoplamentos vibrônicos, conversão interna e cruzamento entre sistemas). A pesquisa fornecerá uma compreensão detalhada, em nível molecular, do comportamento das SAs sob condições físico-químicas e ambientais. Espera-se que os resultados contribuam para o desenvolvimento racional de estratégias de fotodegradação e aprimorem a capacidade preditiva de modelos híbridos QM/MM para sistemas moleculares complexos.