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Tipo do documento: Dissertação
Título: Determinação da estrutura cristalina do novo complexo de L-Glutamina com Ni(II): um estudo de difração de raios X em policristais auxiliado por análise térmica, vibracional e cálculos DFT
Título(s) alternativo(s): Determination of the crystal structure of the new L-Glutamine complex with Ni(II): an X-ray diffraction study in polycrystals aided by thermal, vibrational analysis and DFT calculations
Autor: OLIVEIRA, Wesley Kardex Cordeiro de 
Primeiro orientador: MENEZES, Alan Silva de
Primeiro coorientador: SILVA FILHO, José Gadelha da
Primeiro membro da banca: MENEZES, Alan Silva de
Segundo membro da banca: SILVA FILHO, José Gadelha da
Terceiro membro da banca: SANTOS, Clenilton Costa dos
Quarto membro da banca: FERREIRA, Fabio Furlan
Resumo: Neste trabalho foi realizada a determinação da estrutura cristalina do complexo de L-glutamina com níquel através da difração de raios X em policristais e auxiliado por análise térmica, vibracional e cálculos DFT. Este material foi sintetizado na proporção de 2 mols de L-glutamina e 1 mol de níquel, que cresceram na forma de esferas policristalinas. Estas esferas foram trituradas e submetidas às medidas de difração de raios X em policristais. Após uma busca no Cambridge Crystallographic Data Centre (CCDC), por materiais que tivessem uma estrutura cristalina que correspondesse ao padrão de difração do complexo estudado neste trabalho, constatou-se que os padrões de difração de raios X disponíveis não correspondiam ao padrão do complexo de glutamina com níquel. Portanto, um novo material havia sido obtido e, por isso, a sua estrutura cristalina precisou ser determinada. A partir da análise termogravimétrica, observou-se uma perda de massa em torno de 160 ◦C, equivalente à massa de duas moléculas de água, as quais estavam coordenadas ao metal. Desta forma foi considerado que a fórmula química deste novo complexo é: Ni(L-glutamina)2(H2O)2. Cálculos DFT foram realizados com o objetivo de gerar uma molécula inicial para a resolução da estrutura desse cristal. Inicialmente foi estabelecida a análise de cinco moléculas do complexo, dispostas com duas moléculas de glutamina e água ligadas ao átomo de níquel. Estas estruturas foram otimizadas com o funcional híbrido B3LYP com a função de base def2-tzvp para o átomo de níquel e 6-311++G(d,p) para os demais átomos, e cálculos de varredura (ou scan) relaxada foram realizados a fim de construir as superfícies de energia potencial, e identificar a estrutura mais estável. Com a medida de difração de raios X em policristais e com as possíveis configurações das moléculas otimizadas foi realizada a resolução da estrutura do cristal Ni(L-glutamina)2(H2O)2 utilizando o método Simulated Annealing. Este composto cristalizou-se num sistema triclínico com grupo espacial P 1, com parâmetros de célula unitária a = 5,1308(2) Å, b = 10,6038(9) Å, c = 14,2084(14) Å, α = 104,325 ◦ , β = 96,652 ◦ , γ = 91,433 ◦ e V = 742,79(11) Å 3 . A estrutura cristalina do Ni(L-glutamina)2(H2O)2 consiste em duas moléculas por célula unitária (Z = 2). O método de Rietveld foi utilizado para refinar a estrutura cristalina e os indicadores de qualidade do ajuste foram: Rp = 3,53 %, Rwp = 4,77 % e o RBragg = 1,07 %.
Abstract: In this work, the determination of the crystal structure of the L-glutamine-nickel complex through X-ray diffraction in polycrystals was carried out and aided by thermal and vibrational analysis and DFT calculations. This material was synthesized in the proportion of 2 mols of L-glutamine and 1 mol of nickel, which grew in the form of polycrystalline spheres. These spheres were ground and subjected to X-ray diffraction measurements in polycrystals. After a search at the Cambridge Crystallographic Data Center (CCDC) for materials that had a crystal structure that matched the diffraction pattern of the complex studied in this work, it was found that the available X-ray diffraction patterns did not match the pattern of the complex. glutamine with nickel. Therefore, a new material had been obtained and therefore its crystal structure had to be determined. From the thermogravimetric analysis, a loss of mass around 160 ◦C was observed, equivalent to the mass of two water molecules, which were coordinated to the metal. Thus, it was considered that the chemical formula of this new complex is: Ni(L-glutamine)2(H2O)2. DFT calculations were performed with the aim of generating an initial molecule to resolve the structure of this crystal. Initially, the analysis of five molecules of the complex was established, arranged with two molecules of glutamine and water linked to the nickel atom. These structures were optimized with the hybrid functional B3LYP with the base function def2-tzvp for the nickel atom and 6-311++G(d,p) for the other atoms, and relaxed scan calculations were performed. in order to build the potential energy surfaces, and identify the most stable structure. With the measurement of X-ray diffraction in polycrystals and with the possible configurations of the optimized molecules, the resolution of the crystal structure Ni(L-glutamine)2(H2O)2 was performed using the Simulated Annealing method. This compound crystallized in a triclinic system with space group P-1, with unit cell parameters a = 5.1308(2) Å, b = 10.6038(9) Å, c = 14.2084(14) Å, α = 104.325 ◦ , β = 96.652 ◦ , γ = 91.433 ◦ and V = 742.79(11) Å 3 . The crystal structure of Ni(L-glutamine)2(H2O)2 consists of two molecules per unit cell (Z = 2), accommodating one molecule in the asymmetric unit (Z’ = 1). The Rietveld method was used to refine the crystal structure and the fit quality indicators were: Rp = 3.53 %, Rwp = 4.77 % and the RBragg = 1.07 %.
Palavras-chave: aminoácido.
glutamina com níquel.
cálculos DFT.
determinação estrutural.
amino acid.
glutamine with nickel.
DFT calculations.
structural determination.
Área(s) do CNPq: Química
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE FÍSICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA/CCET
Citação: OLIVEIRA, Wesley Kardex Cordeiro de. Determinação da estrutura cristalina do novo complexo de L-Glutamina com Ni(II): um estudo de difração de raios X em policristais auxiliado por análise térmica, vibracional e cálculos DFT. 2021. 153 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Física/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6868
Data de defesa: 13-Ago-2021
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISICA

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