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dc.contributor.authorColombari, Felippe Mariano
dc.date.accessioned2018-08-07T12:50:53Z
dc.date.available2018-08-07T12:50:53Z
dc.date.issued2017-07-21
dc.identifier.citationCOLOMBARI, Felippe Mariano. Estudo computacional do líquido GVL (Gama-valerolactona): Influência da quiralidade nas propriedades termodinâmicas. 2017. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2017. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10331.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10331
dc.description.abstractBesides its properties as a “green solvent”, organic molecule Gamma-valerolactone is also a chiral compound, presenting potential applications in enantioselective processes. Once obtained the adequate parameters for liquid phase simulations, different computational models were employed in order to investigate how chirality influences its thermodynamic properties. Under thermodynamic equilibrium, neither energetic nor structural differences between GVL racemic mixture and its enantiomeric pure counterparts were observed. Analysis of the most stable dimers extracted from a Monte Carlo simulation of the racemic mixture revealed subtle interaction energy differences when homochiral (RR and SS) pairs were compared to heterochiral (RS and SR) pairs, which indicated a subtle energetic preference for the homochiral ones. On the other hand, significant chiral discrimination were obtained using nonequilibrium methods. Solvation process for both R and S enantiomers of 1-chloro-1-aminoethane (CAE) in liquid SGVL via Thermodynamic Perturbation Theory resulted in a chemical potential nearly 3;3 kJ mol-1 lower for R-CAE when compared to S-CAE, indicating that the utilization of GVL as a chiral liquid could increase the yield of processes involving chiral species in condensed phase. Binding process of GVL molecules giving rise to both homochiral (SS) and heterochiral (SR) dimers in vacuum, via Umbrella Sampling method, could show that although both pairs had similar binding free energy values, major differences could be observed on these free energy profiles when higher molecular contact was imposed by Umbrella Sampling spatial confinement. Such binding process of GVL molecules was also studied in both RGVL and SGVL liquids. Thus, although lower binding free energy values were obtained, a nearly 20 % difference could be observed due to solvent chirality.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectGama-valerolactonapor
dc.subjectSolventes verdes quiraispor
dc.subjectTeoria da perturbação termodinâmicapor
dc.subjectPotencial químicopor
dc.subjectPotencial de força médiapor
dc.subjectEnergia quirodiastálticapor
dc.titleEstudo computacional do líquido GVL (Gama-valerolactona): Influência da quiralidade nas propriedades termodinâmicaspor
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Freitas, Luiz Carlos Gomide
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3461414255262928por
dc.description.resumoA molécula orgânica Gama-valerolactona (GVL), além de possuir características que a classificam como “solvente verde”, é uma molécula quiral, apresentando potenciais aplicações em processos enantiosseletivos diversos. Uma vez refinados os parâmetros de simulação adequados para que dados termodinâmicos do líquido pudessem ser reproduzidos, diferentes modelos computacionais foram empregados na investigação do potencial deste líquido como meio quiral para químicos processos diversos. Em situações de equilíbrio termodinâmico não foram observadas diferenças energéticas ou estruturais quando líquidos enantiometicamente puros foram comparados com a mistura racêmica, tampouco foram observadas quaisquer diferenças nas interações entre enantiômeros R e S na mistura racêmica de GVL. A análise dos pares GVL-GVL mais estáveis extraídos ao longo de uma simulação de Monte Carlo da mistura racêmica foi capaz de revelar diferenças sutis nas energias de interação obtidas para pares homoquirais (R-R e S-S) e para pares heteroquirais (R-S e S-R), mostrando um sutil favorecimento energético para os pares homoquirais. Discriminação quiral mais significativa foi obtida com a utilização de métodos fora do equilíbrio termodinâmico. O processo de solvatação dos enantiômeros R e S da molécula quiral 1-cloro-1-aminoetano (CAE) no líquido quiral SGVL via Perturbação Termodinâmica resultou em um potencial químico cerca de −3,3 kJ mol −1 menor para enantiômero R-CAE, indicando que a utilização de GVL como líquido quiral tem a capacidade de aumentar o rendimento de processos que envolvam espécies quirais em fase condensada. Também foi estudado o processo de associação de pares GVL-GVL homoquirais (S-S) e heteroquirais (S-R) no vácuo com a utilização do método de Umbrella Sampling. Embora ambos os pares tenham apresentado valores praticamente iguais de energia livre para o processo de associação, puderam ser observadas diferenças significativas em situações de confinamento espacial, no qual a separação entre as moléculas é menor do que a distância de equilíbrio e há maior contato molecular. Com metodologia similar, o processo de associação de pares GVL-GVL homoquirais (R-R ou S-S) e heteroquirais (S-R) também foi estudado na presença de solvente RGVL ou SGVL. Assim, embora valores significativamente menores de energia livre tenham sido obtidos, diferenças de aproximadamente 20 % puderam ser observadas em função da quiralidade do solvente.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApor
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9125284789525799por


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