La reacción de Diels-Alder es importante en la síntesis de todo tipo de fármacos, incluida la vitamina D. Pero, ¿cómo funciona? Los investigadores de la UNSW muestran que implica la división de pares de electrones. Crédito:T. Schmidt
Trabajo reciente del ARC Center of Excellence in Exciton Science, publicado en Comunicaciones de la naturaleza hoy dia, cierra la brecha cultural entre los químicos orgánicos y los teóricos que se encarna en la "flecha rizada".
El equipo de investigación está dirigido por el profesor de UNSW Sydney Timothy Schmidt e incluye al Dr. Terry Frankcombe de UNSW Canberra y al Dr. Philip Kilby de CSIRO's Data61.
Los químicos orgánicos usan flechas rizadas para representar la forma en que ocurren las reacciones químicas y las estructuras moleculares resultantes. Los teóricos tienden a hablar sobre la estructura de las moléculas en términos de la teoría de los orbitales moleculares (teoría de las ondas) y dicen que las flechas rizadas son una ficción. El documento une puntos de vista dispares de la estructura electrónica por primera vez, ayudando a conectar la teoría con la notación de química orgánica.
El equipo utilizó modelos teóricos, observar las funciones de onda de nuevas formas para mostrar por qué funcionan las flechas rizadas.
"Previamente, sabíamos que las flechas rizadas funcionan pero no sabíamos por qué, "Dice el profesor Schmidt.
Líder del grupo de investigación de optimización de Data61, Dr. Kilby, que utilizó un procedimiento de optimización para reducir el tiempo de cálculo en dos órdenes de magnitud, dice que "los investigadores de la UNSW fueron capaces de idear un método que puede estimar la ubicación probabilística de los electrones a medida que tiene lugar una reacción química".
Flecha que representa el movimiento del par de electrones. Crédito:creative commons
"Esto nos permite modelar reacciones químicas de una manera más detallada que nunca antes".
Este método sin precedentes de extraer los movimientos de los electrones durante una reacción química es un gran avance en la conexión de las representaciones tradicionales del mecanismo químico con los cálculos químicos cuánticos de última generación.
"Hemos mostrado cómo relacionar cálculos rigurosos con los diagramas cualitativos de químicos orgánicos, en esencia, mostrando por qué funcionan, "Explica Schmidt.
Según el Dr. Frankcombe, "este trabajo demuestra que estos clásicos, las ideas intuitivas de los movimientos individuales de los electrones han sido la forma correcta de observar la reactividad química desde el principio, a pesar de que anteriormente tenían poco apoyo de la mecánica cuántica ".
Flecha de anzuelo que representa el movimiento de un solo electrón. Crédito:creative commons
