Efeitos do Solvente na Absorção Eletrônica de um Cromóforo push-pull : QM/MM com Amostragem Conformacional
cromóforos push-pull, transferência de carga intramolecular, s-QM/MM .
Neste trabalho, investigaram-se as propriedades fotofísicas, estruturais e conformacionais do de rivado da curcumina (CCM), um cromóforo da classe push-pull com estrutura D−π−A−π−D, em solventes de polaridades distintas, acetona e hexano. A metodologia adotada consistiu em uma abordagem híbrida sequencial QM/MM, combinando simulações clássicas de Monte Carlo com cálculos quânticos, utilizando ab initio MP2 para otimização no estado fundamental e TD-DFT para a descrição de estados excitados, com os funcionais CAM-B3LYP e ωB97X-D. Inicialmente, a molécula foi tratada como rígida. Nesse regime, a análise estrutural de solvatação, por meio da função de distribuição de distância mínima (MDDF), evidenciou a formação de camadas de solvatação mais estruturadas no solvente polar acetona e um regime dominado por interações dispersivas no solvente apolar hexano. Os cálculos espectroscópicos com o modelo de solvente ASEC apresentaram excelente concordância com os dados experimentais de absorção, com valores de 357 nm para o hexano e 382 nm para a acetona, reproduzindo o solvatocromismo positivo. Observou-se ainda um aumento do caráter de transferência de carga intramolecular (ICT), confirmado pela análise de orbitais naturais de transição (NTOs) e pelos índices de separação de carga ∆r, à medida que aumentava a polaridade do solvente. Na etapa em que a molécula foi considerada flexível, a inclusão de forças intramoleculares evidenciou a importância da adaptação geométrica do soluto em solução, em resposta às interações com o solvente. A análise espectroscópica indicou que o alargamento inhomogêneo das bandas de absorção é mais pronunciado em acetona, refletindo uma maior diversidade conformacional do sistema. Observou-se também a inversão da ordem dos estados excitados em meio apolar, com o estado brilhante associado ao S2 , indicando uma aproximação ao regime de fase gasosa, devido à baixa permissividade do meio, em concordância com trabalhos anteriores. Os resultados demonstram que a descrição de cromóforos da classe push-pull em solução é mais completa quando se consideram, de forma conjunta, os efeitos de polarização eletrônica e as flutuações conformacionais. Nesse contexto, a abordagem sequencial QM/MM adotada neste trabalho mostrou-se eficiente na descrição do sistema, ao integrar efeitos clássicos e quânticos.