Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/11422/27592

Tipo: Dissertação
Título: Estudo teórico da fotofísica da 2-amino-6-(2-tiazolil) purina
Autor(es)/Inventor(es): Mattos, Rafael Souza
Orientador: Cardozo, Thiago Messias
Resumo: As bases nitrogenadas que compõe o DNA e RNA são conhecidas por sua estabilidade fotoquímica. Essa estabilidade está relacionada com a presença de interseções cônicas, conectando estados eletrônicos excitados com o estado fundamental, permitindo a sua desativação de maneira ultrarrápida. Paralelamente ao estudo das bases nitrogenadas naturais, diversas bases nitrogenadas artificiais vêm sendo sugeridas, com potencial em diferentes aplicações, dependendo de suas propriedades. Nesse trabalho são investigados os estados excitados na base artificial 2-amino-6-(2-tiazolil)purina, que pode ser obtida pela substituição do átomo de oxigênio da guanina por um anel tiazolil. Tanto a molécula isolada, quanto inserida em uma cadeia de DNA apresentam fluorescência, propriedade normalmente ausente nas bases naturais. Devido a sua fluorescência, essa molécula pode ser utilizada como um marcador em aplicações experimentais. Nesse trabalho, curvas de energia potencial da 2-amino-6-(2-tiazolil)purina foram construídas, foram identificados cruzamentos entre superfícies potenciais, em geometrias similares àquelas encontradas na guanina. Esses cruzamentos apresentam barreiras energéticas entre 10 e 37 kcal/mol, dependendo da geometria. Consequentemente o estado excitado possui um tempo de vida elevado e o processo de fluorescência se torna competitivo. Também foi encontrada uma geometria de cruzamento que se distingue das interseções em todas as bases nitrogenadas naturais, pois preserva a planaridade da molécula. A possibilidade desse tipo de geometria única se deve ao grupo tiazolil, que não se encontra presente nas demais bases nitrogenadas. Cálculos exploratórios foram conduzidos usando TD-DFT e métodos multireferenciais em geometrias próximas a regiões de cruzamento entre curvas de energia potencial para a caracterização das interseções.As excitações são caracterizadas pela análise dos orbitais e por métodos de análise da matriz de densidade de transição.
Resumo: The nitrogenous bases that compose the DNA and RNA are known by their photochemical stability. This stability is related with the presence of conical intersections, connecting excited electronic states to the ground state, allowing deactivation in ultrafast fashion. In parallel to the study of natural nitrogenous bases, many artificial ones have been suggested, with potential to distinct applications, depending on their properties. In this work, the exited states of the artificial bases 2-amino-6-(2-thiazolyl)purine are investigated. This molecule can be obtained by the substitution of the oxygen atom in guanine by a thiazolyl ring. Both the isolated molecule and inserted in the DNA chain present fluorescence, property normally absent in the natural bases. Due to Its fluorescence, this molecule can be utilized as a site specific labeling in experimental applications. In this work, the potential energy curves of 2-amino-6-(2-thiazolyl)purine are constructed, the crossing of potential energy surfaces are identified, in geometries similar to the ones found in guanine. These crossings present an energetical barrier between 10 and 37 kcal/mol, depending on the geometry. Consequently, the excited state has an elevated lifetime and fluorescence becomes a competitive process. A crossing geometry preserving planarity, distinct from the intersections in all natural nitrogenous bases, was also found. The possibility for this type of special geometry is due to the presence of the thiazolyl group, not found in the natural bases. Exploratory calculations were conducted using TD-DFT and multireference methods in geometries close to the region of crossing between potential energy curves to characterize the intersections. The excitations are characterized with the analysis of the orbitals and by transition density matrix analysis methods.
Palavras-chave: Estados excitados
Fotofísica
Bases nitrogenadas
Bases nitrogenadas artificiais
Assunto CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::FOTOQUIMICA ORGANICA
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Unidade produtora: Instituto de Química
Editora: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Data de publicação: 14-Out-2021
País de publicação: Brasil
Idioma da publicação: por
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Citação: MATTOS, Rafael Souza. Estudo Teórico da Fotofísica da 2-amino-6-(2-tiazolil) purina. 2021.96 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
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