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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37239
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Campo DCValorIdioma
dc.creatorSilva, Daniel Gabriel da-
dc.date.accessioned2026-01-04T02:33:12Z-
dc.date.available2025-08-12-
dc.date.available2026-01-04T02:33:12Z-
dc.date.issued2025-06-30-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37239-
dc.description.abstractDescribing the solvated phase remains a significant challenge, especially when the system contains protic and polar solvents, such as water, directly impacting the accuracy in predicting the properties of interest. This work aims to develop protocols that account for the effect of explicit solvation in the calculation of thermodynamic properties (especially Gibbs’ free energies), with the goal of reproducing experimental data within chemical accuracy, defined as an absolute error below 1 kcal mol-1. To achieve this, a multiscale hybrid approach was employed, characterized by the combination of simulation methods at different resolution levels: quantum mechanics, molecular mechanics, and implicit solvation models. As an evaluation metric, both theoretical and experimental reduction potentials of a set of redox reactions were considered. Although conceptually simple, modeling reduction potentials presents high operational complexity, particularly when aiming to achieve chemical accuracy. The methodological development involved the following steps: (i) performing a benchmark of reduction potentials in water using 25 density functionals; (ii) inclusion of explicit water molecules forming hydrogen bonds with the solute, incorporated into the reduction potential calculations; and (iii) inclusion of explicit water molecules in a solute-solvent ratio corresponding to the standard concentration (1 mol kg 1). The study − enabled the development of tools capable of automatically selecting solvent molecules in the vicinity of the modeled systems, positioned through classical molecular dynamics simulation procedures. These applications compose the suite named Solvate Suite. The results showed absolute mean errors ranging from 4.78 kcal mol-1 to 27.98 kcal mol-1 for the reduction potentials. However, this same methodology was also applied to the calculation of chemical shifts of 13C for a set of molecules from different categories, for which mean errors below 1.5 ppm were obtained. This performance enabled a more accurate prediction of the order of the peaks in the NMR spectrum of two isomeric carbohydrates, overcoming several incorrect assignments associated with the use of the implicit solvation model C-PCM.pt_BR
dc.description.provenanceSubmitted by Maria Jose Rodrigues Paiva (mariaj.paiva@biblioteca.ufpb.br) on 2026-01-04T02:33:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) DanielGabrielDaSilva_Tese_Termo.pdf: 202427 bytes, checksum: 9c7a82dd728ce80557a3bad2d6ed8968 (MD5)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2026-01-04T02:33:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) DanielGabrielDaSilva_Tese_Termo.pdf: 202427 bytes, checksum: 9c7a82dd728ce80557a3bad2d6ed8968 (MD5) Previous issue date: 2025-06-30en
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.description.sponsorshipPró-Reitoria de Pós-graduação da UFPB (PRPG/UFPB)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Paraíbapt_BR
dc.rightsAcesso abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/*
dc.subjectDeslocamento químicopt_BR
dc.subjectMétodo híbrido de solvataçãopt_BR
dc.subjectMicrossolvataçãopt_BR
dc.subjectExatidão químicapt_BR
dc.subjectModelo discreto contínuopt_BR
dc.subjectMultiescalapt_BR
dc.subjectExatidão químicapt_BR
dc.subjectPotencial de reduçãopt_BR
dc.subjectHybrid solvation methodpt_BR
dc.subjectDiscrete-continuum modelpt_BR
dc.subjectMultiscalept_BR
dc.subjectMicrosolvationpt_BR
dc.subjectChemical accuracypt_BR
dc.subjectReduction potentialpt_BR
dc.subjectChemical shiftpt_BR
dc.titleDesenvolvimento e aplicação de protocolos de solvatação baseados em uma abordagem híbrida multiescala sequencialpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Santana, Otávio Luís de-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4568073180485131pt_BR
dc.contributor.advisor2Santana, Sidney Ramos de-
dc.contributor.advisor2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0885124583236694pt_BR
dc.contributor.referee1Longo, Ricardo Luiz-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1289512724651335pt_BR
dc.contributor.referee2Batista, Hélcio José-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1234630357325796pt_BR
dc.contributor.referee3Rocha, Gerd Bruno da-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/9404945858555096pt_BR
dc.contributor.referee4Maia, Ary da Silva-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/0234548596508203pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7996074940245743pt_BR
dc.description.resumoA descrição da fase solvatada representa um desafio, especialmente quando o sistema contém solventes próticos e polares, como a água, comprometendo diretamente a exatidão na previsão das propriedades de interesse. O objetivo do presente trabalho é desenvolver protocolos que levem em consideração o efeito da solvatação explícita no cálculo de propriedades termodinâmicas (em especial as energias livres de Gibbs), visando reproduzir dados experimentais com exatidão química, definida como um erro absoluto inferior a 1 kcal mol-1. Para isso, empregou-se uma abordagem híbrida multiescala, caracterizada pela combinação de métodos de simulação com diferentes níveis de resolução: mecânica quântica, mecânica molecular e modelos de solvatação implícita. Como parâmetro avaliativo, foram considerados os potenciais de redução teóricos e experimentais de um conjunto de reações de oxirredução. Embora conceitualmente simples, a modelagem de potenciais de redução apresenta elevada complexidade operacional, sobretudo quando se busca alcançar a exatidão química. No desenvolvimento metodológico, foram adotadas as seguintes etapas: (i) realização de um benchmark de potenciais de redução em água utilizando 25 funcionais; (ii) inclusão de moléculas de água explícitas que estabeleçam ligações de hidrogênio com o soluto, incorporadas nos cálculos dos potenciais de redução; e (iii) inclusão de moléculas de água explícitas na proporção soluto-solvente correspondente à concentração padrão (1 mol kg-1). O estudo realizado viabilizou a criação de ferramentas capazes de selecionar automaticamente moléculas de solvente no entorno dos sistemas modelados, posicionadas a partir de procedimentos de simulação de dinâmica molecular clássica. Os aplicativos, desenvolvidos ao longo da presente pesquisa, compõem o conjunto denominado Solvate Suite. Os resultados obtidos corresponderam a erros absolutos médios que variaram entre 4,78 kcal mol-1 e 27,98 kcal mol-1. No entanto, essa mesma metodologia também foi empregada no cálculo dos deslocamentos químicos de 13C para um conjunto de moléculas de diferentes categorias, para os quais foram obtidos erros médios inferiores a 1,5 ppm. Esse desempenho permitiu prever melhor a ordem das linhas no espectro de RMN de dois carboidratos isômeros, contornando diversas atribuições incorretas previstas na utilização do modelo de solvatação implícita C-PCM.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentQuímicapt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUFPBpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
Aparece nas coleções:Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Química

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