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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Investigações QTAIM de propriedades espectroscópicas e reatividades químicas
Title Alternative: QTAIM investigations of spectroscopic properties and chemical reaction
Author: Faria, Sergio Henrique Dias Marques, 1982-
Advisor: Bruns, Roy Edward, 1941-
Abstract: Resumo: Nesse trabalho a teoria QTAIM (Quantum Theory: Atoms in Molecules) foi utilizada para se investigar as propriedades espectroscópicas das moléculas X2CY (X=Cl, F; Y=O, S) e a reatividade química das moléculas 5-Fluoracil e mecloretamina. No estudo das moléculas X2CY, foi utilizado o modelo da derivada do momento dipolar Carga ¿ Fluxo de Carga ¿ Fluxo de Dipolo (CCFDF) derivado da teoria QTAIM para verificar se o modelo CSSM (Characteristic Substituent Shift Model) era adequado para representar as derivadas do momento dipolar das moléculas X2CY. Quando as derivadas do momento dipolar CCFDF são decompostas em carga, fluxo de carga e fluxo de dipolo, o modelo CSSM representou perfeitamente o componente carga, porém, apresentou pequenas discrepâncias para o fluxo de carga e discrepâncias mais significativa com relação ao fluxo de dipolo, isso devido à dificuldade desse modelo representar as variações do dipolo atômico do átomo de enxofre. A teoria QTAIM foi também utilizada para analisar as frequências vibracionais da molécula 5-Fluoracil e sua reatividade química com o sítio ativo da glicoproteína HER2. Os resultados do Laplaciano da densidade eletrônica mostraram que as maiores discrepâncias entre os valores experimentais e teóricos entre os números de onda do dímero de 5-FU eram aquelas que diziam respeito às frequências vibracionais relacionadas aos grupos químicos da molécula que sofriam interações de hidrogênio. Os valores de Laplaciano também mapearam as ligações de hidrogênio que estabilizam a interação entre o sítio ativo da glicoproteína HER2 e a droga, sendo essas os BCPs H10-O15 e H27-O8. No último capítulo, a reatividade do íon aziridina derivado da mecloretamina foi estudada pela teoria QTAIM a partir dos dados de densidade eletrônica e Laplaciano da densidade eletrônica. Os valores do Laplaciano e das cargas de fluxo-zero mostraram que a região ao redor do C4 do ciclo triangular C4-N1-C5 é o sítio de reação de alquilação do íon aziridina da mecloretamina, devido a presença de um maior "buraco" topológico eletrônico do que aquele observado no carbono C5

Abstract: In this work the QTAIM (Quantum Theory: Atoms in Molecules) theory was used to investigate the spectroscopic properties of X2CY (X=Cl, F; Y=O, S) molecules and the chemical reactivity of 5-Fluoracil and mechlorethamine molecules. In the study of the X2CY molecules, the dipole moment derivative model Charge ¿ Charge Flux ¿ Dipole Flux (CCFDF) derived from QTAIM theory was used to verify if the CSSM (Characteristic Substituent Shift Model) model was adequate to represent the derivatives of the dipole moment of the X2CY molecules. When the derivatives of the dipole moment CCFDF are decomposed into Charge ¿ Charge Flux ¿ Dipole Flux, the CSSM model perfectly represented the charge component, however, it presented small discrepancies for the charge flux and more significant discrepancies with respect to the dipole flux, due to the difficulty of this model represent the variations of the atomic dipole of the sulfur atom. The QTAIM theory was also used to analyze the vibrational frequencies of the 5-Fluoracil molecule and its chemical reactivity with the active site of the HER2 glycoprotein. Laplacian results of electron density showed that the largest discrepancies between experimental and theoretical values between the 5-FU dimer wave numbers were those that related to the vibrational frequencies related to the chemical groups of the molecule that underwent hydrogen interactions. Laplacian values also mapped the hydrogen bonds that stabilize the interaction between the active site of the HER2 glycoprotein and the drug, such as H10-O15 and H27-O8 BCPs. In the last chapter, the reactivity of the aziridine ion derived from mechlorethamine was studied by the QTAIM theory from the data of electronic density and Laplacian of the electronic density. The values of Laplacian and zero-flux charges have shown that the region around the C4 of the triangular cycle C4-N1-C5 is the alkylation reaction site of the aziridine ion of mechlorethamine, due to the presence of a larger topological "hole" than that observed in C5 carbon
Subject: QTAIM (Teoria Quântica de Átomos em Moléculas)
Densidade eletrônica
Espectroscopia de infravermelho
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: FARIA, Sergio Henrique Dias Marques. Investigações QTAIM de propriedades espectroscópicas e reatividades químicas. 2019. 1 recurso online (118 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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