A reação de Diels-Alder é importante na síntese de todos os tipos de produtos farmacêuticos, incluindo vitamina D. Mas como isso funciona? Pesquisadores da UNSW mostram que isso envolve a divisão de pares de elétrons. Crédito:T. Schmidt
Trabalho recente do ARC Center of Excellence in Exciton Science, publicado em Nature Communications hoje, preenche a lacuna cultural entre os químicos orgânicos e os teóricos que está incorporada na "seta curva".
A equipe de pesquisa é liderada pelo professor Timothy Schmidt da UNSW Sydney e inclui o Dr. Terry Frankcombe da UNSW Canberra e o Dr. Philip Kilby do Data61 do CSIRO.
Os químicos orgânicos usam setas curvas para descrever a maneira como as reações químicas ocorrem e as estruturas moleculares resultantes. Os teóricos tendem a falar sobre a estrutura das moléculas em termos da teoria orbital molecular (teoria das ondas) e dizem que as setas curvas são uma ficção. O artigo reúne visões díspares da estrutura eletrônica pela primeira vez, ajudando a conectar a teoria com a notação química orgânica.
A equipe usou modelagem teórica, olhar para as funções de onda de novas maneiras para mostrar por que as setas curvas funcionam.
"Anteriormente, sabíamos que as setas curvas funcionam, mas não sabíamos por quê, "Professor Schmidt diz.
Líder do grupo de pesquisa de otimização da Data61, Dr. Kilby, que usou um procedimento de otimização para reduzir o tempo de cálculo em duas ordens de magnitude, diz que "os pesquisadores da UNSW foram capazes de desenvolver um método que pode estimar a localização probabilística dos elétrons quando uma reação química realmente ocorre".
Seta representando o movimento do par de elétrons. Crédito:creative commons
"Isso nos permite modelar reações químicas de uma forma mais detalhada do que nunca foi possível antes."
Este método sem precedentes de extrair os movimentos dos elétrons durante uma reação química é um avanço na conexão das representações tradicionais do mecanismo químico com cálculos químicos quânticos de última geração.
"Mostramos como relacionar cálculos rigorosos aos diagramas qualitativos dos químicos orgânicos, em essência, mostrando por que eles funcionam, "Schmidt explica.
De acordo com o Dr. Frankcombe, "este trabalho demonstra que esses clássicos, ideias intuitivas de movimentos de elétrons individuais têm sido a maneira certa de olhar para a reatividade química o tempo todo, embora antes tivessem pouco apoio da mecânica quântica ".
A seta do anzol representa o movimento de um único elétron. Crédito:creative commons
