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Título: Estudo computacional dos mecanismos de formação do púrpura de ruhemann
Autor: Medeiros, Miguel Arcanjo Farias Leão Brasil de
Endereco Lattes do autor: http://lattes.cnpq.br/5545237324470650
Orientador: Aguiar, Eduardo Castro
Endereco Lattes do orientador : http://lattes.cnpq.br/0178694896688192
Palavras-chave: Produtos químicos;Química quântica
Data do documento: 16-Jul-2019
Citação: MEDEIROS, Miguel Arcanjo Farias Leão Brasil de. Estudo computacional dos mecanismos de formação do púrpura de ruhemann. 2019.51 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Química) – Unidade Acadêmica de Serra Talhada, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Serra Talhada, 2020.
Abstract: Ninhydrin is often used to identify latent fingerprints (IDL) in crime scenes using Ruhemann's Purple pigment (RR) formation. This reaction occurs due to the several amino acids released by the eccrine gland whose excretory channel is directly into the pores of the skin. Ninhydrin was applied as IDL developer agent for the first time in 1954, since then it has become a popular reagent for the detection of fingerprints on porous surfaces. The literature reports three different proposals for mechanisms and there is no consensus about the preferential reaction route. The only computational work that addresses attention the mechanisms does not consider the importance of the thermal corrections that are indispensable to support its conclusions. In this sense, this work makes a computational effort in order to describe the thermodynamics of the mechanisms of McCaldin, Lamothe and Friedman to provide a better understanding of the reaction route. The values of total energy variation (ΔE) and the thermodynamic parameters ΔrG, ΔrH and ΔrS of the steps present in the McCaldin, Lamothe and Friedman mechanisms were calculated with B3LYP hybrid functional and base function 6-31++G(d,p) and compared to the ΔE values obtained in the literature at ab initio HF/6-31G* calculation level. It is important to mention that both HF and B3LYP results of the present work agree in some steps and disagree in others, which can be attributed to the use of a correlated B3LYP method and larger basis function 6-31++G(d,p). In this sense, the results obtained in this work provide greater reliability because of the more complete descriptions of the organic molecules present in the mechanisms. The calculation indicates that RP formation step, the dehydration of an amine intermediate known as Strecker amine will react with another ninhydrin molecule to form the desired product, the step being more energetic. We also note that the amine intermediate can be consumed to form another by-product, present in the mechanisms of McCaldin, Lamothe, and Friedman. In all three cases, the increase in temperature favors the path of RR formation. The mechanisms were endothermic (+34.41 kJ/mol) and exergonic (-94.69 kJ/mol) at the calculation levels used in this work, in agreement with the experimental observations
Resumo: A Ninidrina frequentemente é empregada para identificação de impressões digitais latentes (IDL) em cenas de crimes por meio do pigmento Roxo de Ruhemann (RR). Esta reação acontece devido à liberação de diversos aminoácidos pela glândula écrina, cujo canal excretor está diretamente em poros da pele. Utilizada como revelador de IDL pela primeira vez no ano de 1954, a ninidrina tornou-se um reagente popular para a detecção de impressões digitais em superfícies porosas. A literatura reporta três diferentes propostas de mecanismos, não havendo um consenso. O único trabalho computacional que aborda os mecanismos, não leva em consideração a importância das correções térmicas indispensáveis para dar suporte às próprias conclusões. Neste sentido, este trabalho faz um empenho computacional, para descrever a termodinâmica dos mecanismos de McCaldin, Lamothe e Friedman, e fornecer uma melhor compreensão e dos caminhos mais favoráveis energeticamente. Os valores de variação de energia total (ΔE) e dos parâmetros termodinâmicos ΔrG, ΔrH e ΔrS das etapas presentes nos mecanismos de McCaldin, Lamothe e Friedman, foram calculados ao nível B3LYP e função de base 6-31++G(d,p) e comparados com os valores de ΔE obtidos na literatura, com ao nível de cálculo ab initio HF/6-31G*. É importante citar que os resultados HF e B3LYP do atual trabalho concordam em algumas etapas e discorda em outras, o que pode ser atribuído o uso de um método correlacionado B3LYP, e uma função mais completa 6-31++G(d,p). Neste sentido, os resultados obtidos neste trabalho, proporcionam uma maior confiabilidade por motivos das descrições mais completa das moléculas orgânicas presentes nos mecanismos. Mesmo assim, todos os níveis concordam ao indicar que, na etapa de formação do RR, em que a desidratação de um intermediário amina conhecido por amina de Strecker reagirá com outra molécula de ninidrina para a formação do produto desejado, sendo a etapa mais energética. Notamos também que o intermediário amina pode ser consumido para formar um outro subproduto, presente nos mecanismos de McCaldin, Lamothe e Friedman. Nos três casos o aumento da temperatura favorece o caminho de formação do RR. Os mecanismos mostraram-se endotérmicos (+34,41 kJ/mol) e exergônicos (-94,69 kJ/mol) nos níveis de cálculo utilizado neste trabalho, concordando com as observações experimentai
URI: https://repository.ufrpe.br/handle/123456789/5959
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