Investigação sobre o mecanismo de fotólise do 1,2,3-triazol utilizando métodos multiconfiguracionais

Abstract

O estudo teórico de reações que ocorram no estado excitado é importante, pois o estudo experimental, na maioria dos casos, não é capaz de observar todas as mudanças ocorridas no sistema. Com isso os métodos CASSCF e CASPT2 foram escolhidos para o estudo da fotólise do 1H-1,2,3-triazol. O 1H-1,2,3-triazol é um composto muito utilizado em fármacos e em síntese orgânica e é considerado um poluente emergente, portanto se acumula em corpos de água onde pode interagir livremente com a luz solar. Na fotólise do 1H-1,2,3-triazol ocorre a abertura do anel com a clivagem da ligação N-NH no S1 e, através de uma intersecção cônica entre o S0 e o S1, o sistema volta para o estado fundamental formando 2-diazoetanamina. No S0, por meio de uma reação térmica, a ligação C-N da 2-diazoetanamina é rompida e N2 é eliminado formando iminoetileno que é o produto do rearranjo Hetero-Wolff. O iminoetileno, por sua vez, isomeriza formando acetonitrila, um importante solvente orgânico polar que apresenta uma toxicidade moderada.

The theoretical study of reactions that happens in the excited state is important, because, in several cases, the experimental study is not able to observe all the changes that the system undergoes. With that in mind, CASSCF and CASPT2 methods were chosen to study the photolysis reaction of 1H-1,2,3-triazole. The 1H-1,2,3-triazole is a compound that is used in pharmaceutical industry and in organic synthesis and it is considered an emergent pollutant, therefore accumulates water bodies ponds where it can freely interact with solar light. In the 1H-1,2,3-triazole’s photolysis begins with the cleavage of the N-NH bond in S1 and, through a conical intersection between the S0 and S1, comes back to the fundamental state forming 2-diazoethanimine. In the S0, through a thermal reaction, the C-N bond in the 2-diazoethanimine cleavage eliminating N2 and yielding ethenimine which is the Hetero-Wolff rearrangement product. The ethenimine isomerizes yielding acetonitrile, an important organic polar solvent that shows a moderate toxicity.