Una búsqueda automática de las coordenadas de reacción global de la fotoisomerización de azobenzeno

Área de la Ciencia:

• La fotoquímica
• Mecánica molecular
• Química orgánica

Sus antecedentes:

• El azobenzeno es un cromóforo clave para estudiar los cambios mecánicos inducidos por la luz a través de la fotoisomerización.
• El ángulo diédrico C-NN-C se considera tradicionalmente la coordenada de reacción principal para la isomerización cis-trans del azobenzeno.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y analizar una coordenada de reacción global que abarque todas las coordenadas internas para la fotoisomerización del azobenceno.
• Cuantificar la contribución de cada coordenada interna al mecanismo general de fotoisomerización.
• Trazar un mapa de los cambios en las coordenadas internas clave a través del perfil de energía trans-to-cis.

Principales métodos:

• Análisis computacional para definir una coordenada de reacción global.
• Cuantificación de las contribuciones de coordenadas internas individuales.
• Mapeo del perfil energético de la dinámica de las coordenadas internas durante la fotoisomerización.

Principales resultados:

• El ángulo diédrico central C-NN-C sigue siendo el factor dominante en la coordenada de reacción de fotoisomerización del azobenzeno.
• La rotación asistida por inversión, impulsada por cuatro ángulos diédricos adyacentes (C-C-NN), contribuye significativamente (aproximadamente el 50%) al mecanismo general.
• Se observaron cambios mínimos en los ángulos adyacentes C-C-N durante el proceso de rotación asistida por inversión.

Conclusiones:

• La fotoisomerización de azobenzeno implica una interacción compleja de coordenadas internas más allá del ángulo diédrico central.
• La rotación asistida por inversión es un componente crucial, aunque anteriormente subestimado, del mecanismo de fotoisomerización del azobenzeno.
• Comprender estas dinámicas detalladas de coordenadas proporciona una visión más profunda de las transformaciones moleculares activadas por la luz.