Énergies d'ionisation et d'excitation les plus basses des molécules planaires hétérocycliques d'importance biologique

Nous calculons les énergies d'ionisation et d'excitation les plus basses dans une variété de molécules d'importance biologique, c'est-à-dire des systèmes π-conjugués comme les bases de l'ADN et de l'ARN et des isomères ainsi que des molécules hétérocycliques associées. Pour environ la moitié de ces molécules, il n'existe pas de données expérimentales et théoriques/numériques dans la littérature, autant que nous le savons. Ces transitions électroniques sont principalement mais pas exclusivement de caractère π et π–π*, respectivement. Nous effectuons une optimisation géométrique de la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT) contrainte par la symétrie au niveau B3LYP/6-311++G**. Aux géométries de l'état fondamental obtenues par DFT, nous calculons les énergies d'ionisation verticales avec le modèle d'ionisation potentielle de cluster couplé avec simples et doubles (IP-EOMCCSD) et les énergies d'excitation verticales avec le cluster couplé avec équation de mouvement entièrement renormalisée avec simples, doubles et triples non itératifs (CR-EOMCCSD(T)). Nous examinons également si une simple approche de modèle semi-empirique de type Hückel avec une nouvelle paramétrisation pourrait fournir des estimations raisonnables des énergies d'ionisation π les plus basses et des énergies d'excitation π–π*. Nos résultats de cluster couplé (CC) sont en très bonne accord avec les données expérimentales, tandis que les prédictions du modèle de type Hückel suivent généralement les tendances avec quelques écarts. Enfin, nous étudions l'effet de l'ensemble de bases dans les énergies IP-EOMCCSD et comparons nos résultats CR-EOMCCSD(T) avec ceux de la DFT dépendante du temps (TDDFT).