Estudo de princípios fundamentais das propriedades eletrônicas e ópticas não lineares de compostos configurados A–D–π–A e D–A–D–π–A contendo novos derivados de quinolina–carbazole

Materiais com propriedades ópticas não lineares (NLO) têm aplicações significativas em diferentes campos, incluindo ciência nuclear, biofísica, medicina, dinâmica química, física do estado sólido, ciência dos materiais e aplicações em interfaces de superfície. A quinolina e o carbazol, devido ao seu caráter deficiente em elétrons e rico em elétrons, respectivamente, desempenham um papel nas aplicações de transferência de carga em optoeletrônica. Portanto, uma tentativa foi feita aqui para explorar novos materiais baseados em quinolina-carbazole com propriedades ópticas não lineares altamente expressivas. A modelagem estrutural foi feita nas unidades doador e receptor de duas moléculas de quinolina-carbazole recentemente sintetizadas (Q1, Q2) e novas moléculas do tipo aceitador-doante-π-aceitador (A-D-π-A) e doante-aceitador-doante-π-aceitador (D-A-D-π-A) Q1D1-Q1D3 e Q2D2-Q2D3 foram projetadas quimicamente, respectivamente. Cálculos da teoria do funcional de densidade (DFT) e da teoria do funcional de densidade dependente do tempo (TDDFT) foram realizados para processar o impacto das unidades doador e receptor nas propriedades fotofísicas, eletrônicas e NLO das moléculas selecionadas. Os valores de λ max (321 e 319 nm) para Q1 e Q2 em DSMO estavam em boa concordância com os valores experimentais (326 e 323 nm). O maior deslocamento no máximo de absorção é exibido por Q1D2 (436 nm). Os compostos projetados (Q1D3-Q2D3) expressam espectros de absorção com uma borda aumentada e com uma redução na largura da banda em comparação com os compostos parentais (Q1 e Q2). Investigações de orbitais de ligações naturais (NBO) mostraram que a hiperconjugação estendida e a forte interação intramolecular desempenham papéis significativos na estabilização desses sistemas. Todas as moléculas expressaram respostas NLO significativas. Um grande valor de β tot foi elevado em Q1D2 (23 885.90 a.u.). Este quadro teórico revela as propriedades de resposta NLO de novos derivados de quinolina-carbazole que podem ser significativos para seu uso em aplicações avançadas.