EFECTOS DEL SOLVENTE EN LOS ESTADOS FUNDAMENTAL Y EXCITADOS DEL METILINDOL Y SU RELACIÓN CON LOS ESPECTROS DE ABSORCIÓN UV-VIS Y DE FLUORESCENCIA

D.J.ALONSO DE ARMIÑO, J.C.DÍAZ RICCI, R.M.S.ÁLVAREZ

Provincia de Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

Asociación Argentina de Investigación en Química Física

EFECTOS DEL SOLVENTE EN LOS ESTADOS FUNDAMENTAL Y EXCITADOS DEL METILINDOL Y SU RELACIÓN CON LOS ESPECTROS DE ABSORCIÓN UV-VIS Y DE FLUORESCENCIA Diego J. Alonso de Armiño1,2, Juan C. Díaz Ricci2, Rosa María S. Álvarez1,2 1Instituto de Química Física, Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Universidad Nacional de Tucumán. San Lorenzo 456. T4000 Tucumán. 2Instituto Superior de Investigaciones Biológicas (INSIBIO), CONICET-UNT Chacabuco 461. T4000. Tucumán. diegoarmino@hotmail.com El sistema indólico es importante porque el aminoácido triptófano (Trp), presente en muchas proteínas, contiene un anillo indólico como cadena lateral, el cual tiene la propiedad de mostrar un espectro de emisión muy sensible a las características del medio en que se encuentra. Estas propiedades vuelven al Trp extremadamente interesante por sus posibles usos en el estudio de la dinámica de las proteínas.  Se sabe que el metilindol (MeIn) posee dos estados excitados de importancia para las espectroscopias de fluorescencia y absorción, que  de acuerdo a la nomenclatura de Platt se denominan 1La y 1Lb. Existe una marcada diferencia en los momentos dipolares de ambos estados, y se cree que esta diferencia es la responsable de los corrimientos solvatocrómicos que se observan experimentalmente. Además, se conoce que la forma del espectro de emisión cambia cuando se pasa de un solvente no polar a uno polar, proponiéndose que hay una inversión entre los estados excitados 1La y 1Lb producida por interacciones específicas entre el anillo indólico y moléculas de solvente, tales como formación de puentes hidrógeno y/o complejos. Para lograr una completa interpretación de los espectros de absorción y emisión del grupo indol, es necesario indagar profundamente en la naturaleza de estas interacciones solvente-fluoróforo. Se propone para ello un análisis basado en métodos computacionales empleando un enfoque químico-cuántico. En el presente estudio se realiza un análisis exhaustivo de las propiedades estructurales de los estados fundamental y excitados del MeIn en diferentes conformaciones geométricas, tanto en el vacío como en presencia de solvente (agua). Los momentos dipolares, energías de transición y longitudes de onda de absorción se predicen con un buen grado de aproximación a los valores experimentales. En general, se logra una buena concordancia cualitativa para algunas propiedades relativas a la absorción y a la fluorescencia. Sin embargo, se encuentran algunas inconsistencias entre las teorías existentes que explican los efectos del solvente en los espectros de emisión, las que apuntan a la necesidad de un estudio teórico más detallado de las interacciones MeIn-solvente. Todos los cálculos se realizaron con el programa Gaussian03. Se empleó el método B3LYP para las optimizaciones del estado fundamental, y la metodología que considera las interacciones de configuraciones electrónicas de primer orden (CIS/B3LYP) para optimizar los estados excitados. Para los cálculos de energías de transición electrónicas también se empleó el método TD-B3LYP. Todos los cálculos se realizaron con la base 6-31+(d,p).