Proyectos
Estudio del proceso de transferencia intramolecular de protón en el estado excitado (ESIPT) de diferentes sistemas con propiedades ópticas avanzadas por medio de metodologías computacionales en el estado excitado y experimentos de espectroscopia láser con resolución temporal.
Resumen
Las reacciones que involucran la transferencia de un protón o átomo de hidrógeno son fundamentales en un gran número de procesos y pueden encontrarse en sistemas tanto químicos como biológicos incluyendo las reacciones enzimáticas y las reacciones de tipo ácido-base. Es por esto que se ha denominado como “la reacción más general e importante en la química”. Este tipo de reacciones pueden llevarse a cabo cuando el arreglo estructural en el estado basal presenta un enlace de hidrógeno intramolecular. Una característica importante de la transferencia de protón es que puede ocurrir tanto en el estado fundamental como en el estado excitado de algunos compuestos orgánicos. En el segundo caso, cuando los compuestos interaccionan con una onda electromagnética, un fotón puede ser absorbido provocando una redistribución de la carga electrónica; lo que conlleva a una rápida reorganización de la estructura molecular generalmente conocida como transferencia intramolecular de protón en el estado excitado (ESIPT). Las características más importantes de la dinámica de los procesos de ESIPT es su naturaleza ultrarrápida (kESIPT > 1012 s-1) y el gran desplazamiento de Stokes que se presenta en los espectros de absorción–emisión (del orden de 6000 – 10000 cm-1), las cuales, establecen al proceso de ESIPT como la fotoreacción unimolecular más rápida presente en la química. El objetivo principal de este proyecto de investigación es el estudio tanto experimental como teórico del proceso de transferencia intramolecular de protón en el estado excitado, ESIPT (de sus siglas en inglés “Excited State Intramolecular Proton Transfer”) de diferentes sistemas orgánicos. En la actualidad, los compuestos que involucran tanto procesos fotofísicos de naturaleza ultrarrápida como diferentes geometrías del estado excitado durante su proceso de relajación, son considerados como sistemas de prueba importantes en el desarrollo de cálculos computacionales, en los cuales se busca estudiar la dinámica de relajación del estado electrónicamente excitado. Gracias a los estudios teóricos y experimentales realizados sobre algunas bases de Schiff, los cuales han sido enfocados en el estudio y caracterización de la dinámica del estado excitado, así como en la elucidación del mecanismo del proceso ultrarrápido de ESIPT, estos compuestos se han convertido en los sistemas caso-estudio más importantes en la calibración de las metodologías de dinámica cuántica molecular y los cálculos del estado electrónicamente excitado. Adicionalmente, este proyecto pretende iniciar una nueva línea de investigación en la Universidad Nacional; ya que involucra el uso de nuevas metodologías tanto experimentales como teóricas. La propuesta metodológica puede o no involucrar la participación de algunos estudiantes de los programas de ingeniería física o de la escuela de química los cuales aprenderían el uso de estas nuevas técnicas, en el diseño y obtención de compuestos con propiedades optoelectrónicas avanzadas. Por último, las medidas espectroscópicas necesarias para poder elucidar la dinámica del proceso de ESIPT se pretende llevar a cabo en el laboratorio de espectroscopia láser del Doctor Tim Lian en la Universidad de Emory y/o en el laboratorio del Doctor Jorge Peón en la Universidad Nacional Autónoma de México. Una vez completados los objetivos del proyecto se espera publicar los resultados en las correspondientes revistas de divulgación científica de internacional.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Proyectos Jornada Docente
Modalidad:Proyectos Jornada Docente
Responsable