Détermination d’un protocole de calcul pour la prédiction de spectres UV-vis de molécules en solution
Auteur / Autrice : | Bernardino Tirri |
Direction : | Carlo Adamo |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie Physique |
Date : | Soutenance le 04/03/2022 |
Etablissement(s) : | Université Paris sciences et lettres |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institute of Chemistry for Life and Health Sciences (i-CLeHS) (2017-....) - Institute of Chemistry for Life and Health Sciences (i-CLeHS) (2017-....) |
établissement opérateur d'inscription : École nationale supérieure de chimie (Paris) | |
Jury : | Président / Présidente : Mohammad Esmaïl Alikhani |
Examinateurs / Examinatrices : Maria Cristina Menziani | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Maria Cristina Menziani, Dorothée Berthomieu |
Mots clés
Résumé
Le présent travail se concentre sur le développement et l'application de protocoles de calcul à faible coût pour prédire et étudier les caractéristiques spectrales et les transformations chimiques photoinduites des colorants en solution. Le but de notre étude est de développer des outils informatiques pour comprendre et modéliser des processus complexes qui aideront la société PILI dans son objectif de concevoir de nouveaux colorants écologiques.Brièvement, le Chapitre 1 et le Chapitre 2 se concentrent sur le sujet de la thèse et sur les méthodes. Ensuite, nous proposons trois procédures conçues pour les chromophores organiques rigides et flexibles, à savoir les anthraquinones, les indigos et les mérocyanines. Pour les deux premières classes moléculaires, nous présentons un schéma de calcul pour obtenir les couleurs de ces colorants en modélisant leurs spectres d'absorption au moyen de méthodes empiriques et non empiriques. Ce sera le sujet du Chapitre 3.Pour les colorants mérocyanines, nous essayons traiter la complexité entre la structure et les propriétés de cette classe de systèmes flexibles en utilisant une approche multi-échelle basée sur l'échantillonnage de Monte Carlo et des méthodes de structure électronique. Cette approche sera discutée au Chapitre 4.Dans le Chapitre 5, nous modélisons une réaction photochimique par interpolation linéaire de transit synchrone et nous suivons l'évolution de l'état excité en utilisant à la fois des indices basés sur la densité et des données de spin-orbite afin de décrire quantitativement le mécanisme de réaction dans le but d'améliorer la synthèse des colorants anthraquinones.Enfin, dans le Chapitre 6, nous tirons des conclusions et des perspectives.Dans l'ensemble, avec le protocole proposé, nous sommes en mesure de surmonter en partie certains défis informatiques clés pour prédire les signatures spectroscopiques des colorants industriels. Les schémas développés offrent une stratégie robuste, fiable et rentable pour la modélisation computationnelle des processus qui impliquent les états excités.