Estudos teóricos da fotoisomerização de butadieno e butadieno substituído.

Abstract

A interação da luz com a matéria se faz presente em diversos processos importantes da natureza. Fótons são empregados por sistemas naturais como doadores de energia ou como elementos de informação. A partir da energia proveniente dos fótons a isomerização Z-E da ligação C=C pode ser induzida como, por exemplo, na molécula do butadieno. A isomerização consiste em um processo fotoquímico largamente explorado e forma a etapa fundamental em muitos processos fotobiológicos como, por exemplo, visão, bomba de íons induzida pela luz e fototaxia. O projeto tem como objetivo obter pontos estacionários da superfície da energia potencial para as moléculas de butadieno substituído com grupo Cl, butadieno substituídos com carbonila (CHO), butadieno substituído com o grupo amina (NH2) e butadieno. A descrição da superfície gera um modelo para a compreensão da influência dos grupos na geometria e no processo de fotoisomerização. Como ponto de partida para as investigações no estado excitado, foram mapeadas as configurações das moléculas que correspondem aos estados de energia mínima no estado fundamental através do método Hartree Fock (HF). Todas as moléculas foram otimizadas (S0) no método CASSCF, no qual escolhemos, para as moléculas de butadieno substituídas com carbonila seis orbitais e seis elétrons, para os butadienos substituídos com cloro, para o butadieno substituído com amina e para o butadieno foram escolhidos quatro orbitais e quatro elétrons. Além dos mínimos no estado excitado, encontrou-se quatro mínimos na interseção cônica (IC) para o cloro-butadieno, três mínimos na IC para o butadieno, três mínimos da IC para o pentadienal e quatro mínimos da IC para a molécula amina-butadieno. Ao comparar os resultados dos mínimos da IC das moléculas de butadieno substituído com os resultados encontrados no trabalho para a molécula de butadieno percebe-se que os substituintes não alteram significativamente a geometria da interseção do butadieno sem substituinte. Entretanto, encontrou-se também uma IC que, possivelmente, está associada ao processo de dissociação do cloro e também duas IC que possivelmente estão associadas ao controle da fotoisomerização, visto que com a amina como substituinte apenas a dupla próxima ao substituinte isomerizou, enquanto a outra dupla se manteve.