Contribución al estudio teórico de la influencia del disolvente sobre transiciones electrónicas y estados excitados en disolución empleando el método ASEP/MD

Abstract

En las últimas décadas, la química computacional se ha convertido en una herramienta muy importante para el estudio de las propiedades de la materia. Los sistemas en fase condensada —especialmente en fase líquida— presentan, sin embargo, una serie de propiedades que hacen necesario el desarrollo de métodos específicos y la introducción de aproximaciones adicionales a las normalmente empleadas para los sistemas en fase gaseosa. Esta tesis se centra en uno de estos métodos, denominado ASEP/MD (Averaged Solvent Electrostatic Potential fromMolecular Dynamics) y desarrollado por nuestro grupo de investigación.

El método ASEP/MD ha sido ampliado para permitir el estudio de las propiedades fotoquímicas de sistemas en disolución. Se ha puesto a punto un método para el cálculo de diferencias de energía libre asociadas a transiciones electrónicas y para el cálculo de puntos de cruce entre superficies de energía potencial en disolución. Asimismo, se ha elaborado un programa informático que facilita la puesta en práctica del desarrollo teórico. Se han realizado también algunas aplicaciones prácticas a sistemas de interés biológico. Se han estudiado los espectros de absorción y emisión de la molécula s-trans-acroleína y el espectro de absorción del cromóforo de la proteína rodopsina, responsable del proceso de la visión, tanto en vacío como en disolución, destacando los desplazamientos solvatocrómicos que produce el disolvente en las bandas de los espectros electrónicos. Además, se han estudiado los espectros electrónicos de distintos sistemas para comprobar su validez como modelos del cromóforo de la base de Schiff protonada del 11-cis-retinal. El buen funcionamiento del método para obtención de los puntos de cruce de mínima energía entre superficies de energía potencial se ha verificado también con la s-trans-acroleína y con un modelo de la base de Schiff protonada del 11-cis-retinal.