Estudio de DFT del rol de la vitamina B12 en la dehalogeneración reductiva de contaminantes orgánicos perfluorinados persistentes.

 

Authors

Dueñas Fadic, María Emilia

Format

BachelorThesis

Status

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Description

Recent experimental evidence has demonstrated that in the presence of a strong reducing agent, Vitamin B12 plays a fundamental role in the reductive dehalogenation of perfluorinated compounds (PFCs) such as perfluorooctanate sulfonate (i.e., PFOS, C8F17SO3-), which is a highly recalcitrant organic pollutant capable of bioaccumulate. The present study, the PFBS/Vitamin B12 complex was theoretical characterized by means of DFT calculations performed at the B3LYP/6-31+G(d,p) level of theory. As a first stage of the work, various structural isomers of PFBS as well as different derivatives of Vitamin B12 (i.e., base-on and base-off; Co1+, Co2+, Co3+) were studied individually to understand the possible interactions between these species. The best electron acceptor among the PFBS isomers was selected based on the localization of the LUMO orbital. At the same time, the best electron donor was identified among the various Cob[n]alamins by analyzing the localization of the HOMO orbital. By employing the optimized structures of the selected PFBS and Cob[n]alamin, a model for the PFBS/Vitamin B12 complex was built, where a favorable HOMO/LUMO interaction was determined. After relaxation of the resulting complex, defluorination of PFBS was observed, suggesting that the PFBS/Vitamin B12 complex is a possible transition state in the degradation route of perfluorinated persistent contaminants.
Recientes estudios experimentales han demostrado que la Vitamina B12 posee un rol fundamental en la defluorinación reductiva del sulfonato de perfluorooctano (e.g., PFOS, C8F17SO3-), el mismo que ha sido catalogado como un peligroso contaminante orgánico persistente. En el presente trabajo, el complejo PFBS/Vitamina B12 es investigado teóricamente a nivel B3LYP/6-31+G(d,p). En una fase preliminar, los diferentes isómeros de PFOS y varias cobalaminas (e.g., base-off, base-on; Co1+, Co2+, Co3+) fueron descritos individualmente. El mejor electrón aceptor de los isómeros PFBS fue seleccionado en base a la localización del orbital LUMO. A la misma vez que el mejor electrón donador de las Cob[n]alaminas fue seleccionado en base de la localización del orbital HOMO. Posteriormente, el complejo PFBS/Vitamina B12 fue modelado en base a las estructuras optimizadas de sus componentes. Los resultados mostraron que es factible la formación de un complejo cuya estabilidad está asociada a una interacción favorable HOMO/LUMO entre las dos especies. Posterior a la optimización del complejo se pudo determinar que ocurre defluorinacion del PFBS, lo que sugiere que el complejo PFBS/Vitamina B12 es un posible estado de transición en la ruta de degradación de contaminantes perfluorinados.

Publication Year

2013

Language

esp

Topic

Química
Tecnología
Tecnología Química

Repository

Repositorio Universidad San Francisco de Quito

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http://repositorio.usfq.edu.ec/handle/23000/2451

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openAccess

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