Simulações QM/MM do efeito de solvente no espectro de absorção e propriedades ONL de cromóforos torcidos (TICT)

Abstract

Esse trabalho fez uso de ferramentas de química computacional objetivando o tratamento de moléculas orgânicas não convencionais para a previsão de propriedades de Óptica Não-Linear (ONL). O objeto de estudo é de amplo interesse devido ao seu potencial de aplicação em tecnologias fotônicas fazendo uso de moléculas com grande flexibilidade sintética. As quinopiranas abordadas são cromóforos torcidos com propriedades de Transferência de Carga Intramolecular que apresentam expressiva hiperpolarizabilidade de primeira e segunda ordem. Os métodos de simulação molecular de Monte Carlo (MC) com campos de força clássica mostram ser uma excelente alternativa para descrição de propriedades de equilíbrio. As propriedades optoeletrônicas de derivados de quinopiranas foram obtidas com métodos implícitos e explícitos de solvatação com a associação de simulações MC e metodologia S-QM/MM que entrega uma considerável qualidade de resultados com redução de custo computacional. As simulações CBMC foram realizadas com derivados de quinopiranas em solventes de polaridades contrastantes, sendo esses sistemas revisitados em um nível mais acurado em relação a proposição original de 1997. Comparando os dois métodos de solvatação, este trabalho verificou que há uma concordância qualitativa nas primeiras hiperpolarizabilidades dos cromóforos estudados. Os cálculos revelaram que os compostos mais torcidos têm uma atenuação da primeira hiperpolarizabilidade com o aumento da polaridade do solvente. Este trabalho demonstra que o ambiente químico em que o cromóforo torcido se encontra é central para modular as respostas ONL com o simples controle da polaridade do meio.