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Tipo do documento: Dissertação
Título: Fotoestabilidade da vitamina C : dinâmica de Surface hopping e análise de transferência de carga intramolecular
Título(s) alternativo(s): Vitamin C photostability : Surface hopping and intramolecular load transfer analysis
Autor: Lopes, Yago Francisco 
Primeiro orientador: Camargo, Ademir João
Primeiro membro da banca: Camargo, Ademir João
Segundo membro da banca: Ribeiro, Luciano
Terceiro membro da banca: Machado, Daniel Francisco Scalabrini
Resumo: A vitamina C é um nutriente essencial ao ser humano, sendo importante em diversos processos bioquímicos, fotoquímicos e atividades antioxidantes. Entretanto, muitos mecanismos da atividade da vitamina C ainda não são completamente entendidos, como, por exemplo, a transferência intramolecular de cargas, a estabilidade fotoquímica e o tempo de decaimento dos seus respectivos estados excitados. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo principal analisar os 12 primeiros estados excitados da vitamina C, classificandoos em excitações locais, transferência de cargas ou de Rydberg. Além disso, o tempo de decaimento de cada estado excitado foi estimado usando a dinâmica molecular de Surface Hopping (DMSH). Na DMSH, os orbitais de Khon-Sham foram expandidos usando ondas planas com energia de corte de 75 Ry, funcional de troca e correlação PBE e pseudopotencial de norma conservada de Troullier-Martins. A temperatura foi controlada em 300 K usando uma cadeia de três termostato de Nosé-Hoover. Os espectros de UV-vis foram obtidos usando TDDFT com os funcionais de troca e correlação CAM-B3LYP, B3LYP e PBE e o conjunto de funções de base 6-31G. O efeito do solvente aquoso foi incluído nos cálculos explícito e implicitamente. Os resultados dos cálculos mostram que os parâmetros geométricos obtidos teoricamente têm boa concordância com os valores experimentais. Observa-se ainda que o 𝜆𝑚𝑎𝑥 obtido com a inclusão implícita e explicita do solvente aquoso foi 246,40 nm e 245,43 nm, respectivamente. Estes resultados quando comparados com o em fase gasosa representam um deslocamento de 21,5 e 20,53 nm, respectivamente. Em 33,33 % dos estados excitados analisados ocorrem a transferência de carga, sendo que as excitações são predominantemente do tipo . De todas as trajetórias de DMSH analisadas, não se observou a fotodegradação, ou seja, a vitamina C apresenta estabilidade fotoquímica; o que possibilita, por exemplo, a utilização desta molécula em dispositivos fotoelétricos e protetores solares.
Abstract: Vitamin C is an essential nutrient for humans, being important in several biochemical, photochemical and antioxidant activities. However, many mechanisms of vitamin C activity are not yet fully understood, such as, for example, an intramolecular charge transfer, photochemical stability and the time decay of their excited states. In this sense, the present work had as main objective the analysis of the first 12 excited states of vitamin C, classifying them in local excitations, charge transfer or Rydberg states. In addition, the decay time for each excited state was estimated using the Surface Hopping molecular dynamics (DMSH). In DMSH, the Khon-Sham orbitals were expanded using flat waves with 75 Ry cut-off, PBE exchange and correlation functional and Troullier-Martins of conserved norm pseudopotential. The temperature was controlled at 300 K using a chain of three Nosé-Hoover thermostats. The UV-vis spectra were chosen using TD-DFT with the CAMB3LYP, B3LYP and PBE exchange and correlation functionals and the 6-31G base set. The effect of the aqueous solvation was included in the calculations explicitly and implicitly. The results of the calculations show that the geometric parameters obtained theoretically have good agreement with the experimental values. It is also observed that the 𝜆𝑚𝑎𝑥 obtained with the implicit and explicit inclusion of the aqueous solvent was 246.40 nm and 245.43 nm, respectively. These results when compared with the λmax in gas phase represent a displacement of 21.5 and 20.53 nm, respectively. In 33,33 % of the analyzed excited states, charge transfer occurs, and the excitations are predominantly of the type π → π*. Of all the DMSH trajectories analyzed, photodegradation was not observed, that is, vitamin C shows photochemical stability, which makes it possible, for example, to use this molecule in photoelectric devices and sunscreens.
Palavras-chave: Surface Hopping Dynamics
Vitamina C
Fotobioquímica
Surface hopping dynamics
Vitamin C
Photobiochemistry
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual de Goiás
Sigla da instituição: UEG
Departamento: UEG ::Coordenação de Mestrado Ciências Moleculares
Programa: Programa de Pós-Graduação Stricto sensu em Ciências Moleculares
Citação: YAGO. F. Lopes. Fotoestabilidade da vitamina C : dinâmica de Surface hopping e análise de transferência de carga intramolecular. 2021. 93 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Moleculares) - Câmpus Central - Sede: Anápolis - CET, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis-GO.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.ueg.br/handle/tede/926
Data de defesa: 29-Jan-2021
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciências Moleculares

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