Al3+ induced planarization, conformational arrest and metallochromic shift in a pyrimidine dione dye: insight from integrated hybrid quantum–classical calculations

文献情報

出版日 2011-12-12
DOI 10.1039/C2CP23238C
インパクトファクター 3.676
著者

S. Selvaraj, N. Arul Murugan, H. Ågren


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要旨

In order to explore the possibilities of simulating metallochromism by modern molecular modeling, we apply a sequential hybrid quantum–classical approach to a prototype metallochromic system—the Al3+ ion and pyrimidinedione (PY) dye complex. The complex shows several structural features with relevance for the metallochromism: the PY dye exhibits conformers with dynamical transitions between twisted structures, which are inhibited by the addition of the metal ion leading to planarization and a conformational arrest: the Al3+ ion behaves like a structure-modifier for both intra and intermolecular degrees of freedom and with respect to the intermolecular solvation shell structure. The sequential approach that we have employed uses DFT/MM molecular dynamics for structure modeling and TDDFT/PCM for property modeling. The computed metallochromic shift between PY and the Al(PY)3+ complex in DMSO solvent is obtained in excellent agreement with experiment. The results infer optimism for future use of such modeling techniques to design metallochromic indicators.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
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年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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