Preparação e Mecanismos de Decomposição de Peróxidos Cíclicos de 4 Membros
Os peróxidos cíclicos de quatro membros — 1,2-dioxetanos, 1,2-dioxetanonas e 1,2-dioxetadionas — são substratos que, ao se decomporem, podem gerar estados excitados tripleto e singlete; este último é responsável pela emissão de luz observada em reações de bioluminescência e quimiluminescência.
Aqui, são empregadas técnicas experimentais (síntese e estudo cinético) e teóricas (Density Functional Theory, Time-Dependent Density Functional Theory e Mixed-Reference Spin-Flip Time-Dependent Density Functional Theory) para a elucidação dos mecanismos de decomposição desses peróxidos.
Chemiluminescence of a Firefly Luciferin Analogue Reveals that Formation of the Key Intermediate Responsible for Excited State Generation Occurs on a Fully Concerted Step
Diego Ulysses Melo, Henrique Bergonzini de Lima, Roberta Albino Reis, Andreia Boaro, Alexander Garreta Gonçalves Costa Pinto, Luiz Francisco Monteiro Leite Ciscato, Paula Homem-de-Mello, Fernando Heering Bartoloni
The Journal of Organic Chemistry, vol. 89, 2024, pp. 345-355
Diego Ulysses Melo, Henrique Bergonzini de Lima, Roberta Albino Reis, Andreia Boaro, Alexander Garreta Gonçalves Costa Pinto, Luiz Francisco Monteiro Leite Ciscato, Paula Homem-de-Mello, Fernando Heering Bartoloni
The Journal of Organic Chemistry, vol. 89, 2024, pp. 345-355
Evidence for the Formation of 1, 2-Dioxetane as a High-Energy Intermediate and Possible Chemiexcitation Pathways in the Chemiluminescence of Lophine Peroxides
Andreia Boaro, Roberta Albino Reis, Carolina Santana Silva, Diêgo Ulysses de Melo, Alexander Garreta Gonçalves Costa Pinto, Fernando Heering Bartoloni
The Journal of Organic Chemistry, vol. 86(9), 2021, pp. 6633-6647
Andreia Boaro, Roberta Albino Reis, Carolina Santana Silva, Diêgo Ulysses de Melo, Alexander Garreta Gonçalves Costa Pinto, Fernando Heering Bartoloni
The Journal of Organic Chemistry, vol. 86(9), 2021, pp. 6633-6647
Materiais Luminescentes no Estado Sólido
Fosforescência em Temperatura Ambiente e Fluorescência Tardia Termicamente Ativada
A emissão de luz prolongada após a remoção da fonte de excitação é observado em alguns materiais inorgânicos, orgânicos e híbridos. Esta emissão de luz é decorrente de mecanismos como Fosforescência em Temperatura Ambiente (Room Temperature Phosphorescence, RTP) e Fluorescência Tardia Termicamente Ativada (Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF).
Após a síntese multicomponente de compostos de tetrafenil-lofinas (heterociclo contendo um anel imidazolidínico com quatro fenilas ligadas a ele), os mecanismos de RTP e TADF estão sendo investigados experimentalmente por meio de ensaios de fluorescência e fosforescência. Os dados são comparados com resultados teóricos, tais como a energia dos orbitais de fronteira, a diferença de energia entre os estados excitados singleto e tripleto, e o acoplamento spin-órbita (spin-orbit coupling, SOC), para corroborar o comportamento fotofísico observado para estes compostos — que para alguns casos inclui a emissão tardia na região de 530 nm.
Após a síntese multicomponente de compostos de tetrafenil-lofinas (heterociclo contendo um anel imidazolidínico com quatro fenilas ligadas a ele), os mecanismos de RTP e TADF estão sendo investigados experimentalmente por meio de ensaios de fluorescência e fosforescência. Os dados são comparados com resultados teóricos, tais como a energia dos orbitais de fronteira, a diferença de energia entre os estados excitados singleto e tripleto, e o acoplamento spin-órbita (spin-orbit coupling, SOC), para corroborar o comportamento fotofísico observado para estes compostos — que para alguns casos inclui a emissão tardia na região de 530 nm.
Emissão Induzida por Agregação
A Emissão Induzida por Agregação (Aggregation-Induced Emission, AIE) é um fenômeno em que certas moléculas possuem maior rendimento quântico de fluorescência na forma de agregado ou no estado sólido do que em solução, contrariando o comportamento típico de muitos compostos fluorescentes em solução. O mecanismo principal envolve a restrição do movimento intramolecular (rotação e vibração) nos agregados, o que reduz a dissipação de energia de forma não radiativa.
Para estudar este fenômeno, empregamos complexos de BF₂ com ligantes derivados de tetrafenil-lofinas. Além da emissão induzida por agressão (AIE), observou-se em alguns compostos um deslocamento batocrômico da fluorescência quando o meio muda de orgânico (solvente acetonitrla) para puramente aquoso.
Para estudar este fenômeno, empregamos complexos de BF₂ com ligantes derivados de tetrafenil-lofinas. Além da emissão induzida por agressão (AIE), observou-se em alguns compostos um deslocamento batocrômico da fluorescência quando o meio muda de orgânico (solvente acetonitrla) para puramente aquoso.
Triplet states nurture the long-lived emission at room temperature of a chlorine-containing tetraphenylimidazole derivative when aggregation occurs in water/acetonitrile mixtures
Leonardo Martins Carneiro, Diego Ulysses Melo, Calvin Quessada Cabello, Paula Homem-de-Mello, Fabio Furlan Ferreira, Fernando Heering Bartoloni
Photochemistry and Photobiology, 2025
Leonardo Martins Carneiro, Diego Ulysses Melo, Calvin Quessada Cabello, Paula Homem-de-Mello, Fabio Furlan Ferreira, Fernando Heering Bartoloni
Photochemistry and Photobiology, 2025
Machine Learning na Química
A combinação de Machine Learning (ML) e química computacional está acelerando a previsão de propriedades moleculares, otimização de reações e a prospecção de materiais com propriedades específicas.
Estamos utilizando diferentes modelos de ML e dados obtidos dos Orbitais Naturais de Ligação (Natural Bond Orbital, NBO), calculados por meio de GFN2-xTB e DFT, para a predição da capacidade de acepção de ligação de hidrogênio, baseada na escala pKBHX (logaritmo da constante de complexação K do 4-flúorfenol com aceptores de ligação de hidrogênio).
Estamos utilizando diferentes modelos de ML e dados obtidos dos Orbitais Naturais de Ligação (Natural Bond Orbital, NBO), calculados por meio de GFN2-xTB e DFT, para a predição da capacidade de acepção de ligação de hidrogênio, baseada na escala pKBHX (logaritmo da constante de complexação K do 4-flúorfenol com aceptores de ligação de hidrogênio).
...
model_MLP = MLPRegressor(
random_state=0,
hidden_layer_sizes=[62, 72],
activation='relu',
solver='adam',
alpha=1.1635523810951026e-05,
max_iter=10000000,
)
model_MLP.fit(X_train_sca.values, y_train.values.ravel())
y_hat = model_MLP.predict(X_test_sca.values)
print(f'R**2:
{r2_score(y_test.values.ravel(), y_hat)}')
print(f'Mean absolute error (MAE):
{mean_absolute_error(y_test.values.ravel(), y_hat)}')
print(f'Mean square error (MSE):
{mean_squared_error(y_test.values.ravel(), y_hat)}')
print(f'Root Mean Square error (RMSE):
{root_mean_squared_error(y_test.values.ravel(),y_hat)}')
...
Developing a Machine Learning Model for Hydrogen Bond Acceptance Based on Natural Bond Orbital Descriptors
Em peer review
Diego Ulysses Melo, Leonardo Martins Carneiro, Mauricio Domingues Coutinho-Neto, Paula Homem-de-Mello, and Fernando Heering Bartoloni
Em peer review
Diego Ulysses Melo, Leonardo Martins Carneiro, Mauricio Domingues Coutinho-Neto, Paula Homem-de-Mello, and Fernando Heering Bartoloni
Inovação
O potencial das nanoestruturas inteligentes (NAVI) na aplicação de nutrientes/pesticidas (N/P) e o desenvolvimento de algoritmo de IA para personalização de combinações MOF-N/P
Auxílio à Pesquisa FAPESP - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Pesquisador responsável: Diêgo Ulysses de Melo
Pesquisadores associado: Leonardo Martins Carneiro
Pesquisador responsável: Diêgo Ulysses de Melo
Pesquisadores associado: Leonardo Martins Carneiro
Pesquisas recentes demonstram excelentes resultados na utilização de nanoveículos inteligentes (NAVIs) para aplicação de nutrientes/pesticidas (N/P) no setor agrícola, apresentando menor toxicidade, maior segurança, menor uso de N/P e aumento de produtividade. A família mais promissora de NAVIs é a do tipo Metal-Organic Framework (MOF), devido à variedade de ligantes orgânicos e íons metálicos disponíveis, permitindo regular propriedades como tamanho da cavidade, hidrofilicidade, estabilidade e tempo de liberação. Apesar de ainda não haver produtos comerciais baseados em NAVIs, seu potencial já é comprovado. Propõe-se o desenvolvimento de um algoritmo de Inteligência Artificial para identificar as melhores combinações entre MOFs e N/P, otimizando o design dos NAVIs. Isso reduziria o tempo de desenvolvimento e permitiria soluções personalizadas, inovando no mercado de agricultura de precisão.