Aplicação do modelo QTAIM / CCTDP e machine learning para a previsão de reatividades químicas

• Processo: 18/08861-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Roy Edward Bruns
• Beneficiário: Roy Edward Bruns
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Campinas
• Pesquisadores associados: Arnaldo Fernandes da Silva Filho ; Wagner Eduardo Richter
• Assunto(s): Reatividade química Teoria quântica de átomos em moléculas (QTAIM) Topologia Mecânica quântica Aprendizado computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Intensidades Infravermelho | ligação de hidrogenio | machine learning | Qtaim | Reatividades Químicas | Química Computacional Teórica

Resumo

Estados de transição são os pilares que sustentam o alicerce do estudo de reatividades químicas, permitindo aos químicos inferir mecanismos de reação, calcular energias de ativação, entalpias, entre outros parâmetros físico-químicos. Este projeto vem propor uma nova metodologia, baseada em topologia quântica e machine learning, para se obter estados de transição e prever parâmetros de reatividade. Para atingir esses objetivos trabalharemos em três frentes independentes de alto impacto nas áreas da química, física e Data Science: 1) Obtenção de parâmetros de reatividade baseados na Teoria Quântica de Átomos em Moléculas para reações orgânicas 2) Uso de Machine Learning para prever, através de um conjunto de treinamento de reações conhecidas e/ou calculadas teoricamente, entalpias, constantes de velocidade e energias de ativação para novas reações desconhecidas 3)Aplicação prática de ambos tópicos acima, através de: i)O estudo do efeito de substituintes em anéis benzênicos por constantes de Hammett; ii) O estudo do aumento de intensidades de absorção no Infravermelho causado por ligações de hidrogênio e iii) Estudo da acidez reversa do trihaletos de boro. (AU)

Publicações científicas

(15)

(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)

RICHTER, WAGNER E.; DUARTE, LEONARDO J.; BRUNS, ROY E.. Are ``GAPT Charges{''} Really Just Charges?. JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING, v. 61, n. 8, p. 3881-3890, AUG 23 2021. (18/24844-7, 18/08861-9)

DUARTE, LEONARDO J.; RICHTER, WAGNER E.; BRUNS, ROY E.. Characteristic Substituent Effect Model for the Infrared Intensities of the X2CY (X = H, F, Cl, Br; Y = O, S) Molecules. Journal of Physical Chemistry A, v. N/A, p. 9-pg., 2023-04-03. (18/08861-9, 17/22741-3)

DUARTE, LEONARDO J.; RICHTER, WAGNER E.; SILVA, ARNALDO F.; BRUNS, ROY E.. Quantum chemical intensity determinations of overlapped gas phase infrared bands. SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY, v. 230, APR 5 2020. (18/08861-9, 18/24844-7)

RICHTER, WAGNER E.; DUARTE, LEONARDO J.; DA SILVA, ARNALDO F.; BRUNS, ROY E.. Revisiting the negative dipole moment derivatives of HNgX molecules. THEORETICAL CHEMISTRY ACCOUNTS, v. 139, n. 3, MAR 23 2020. (18/08861-9, 18/24844-7)

RICHTER, WAGNER E.; DUARTE, LEONARDO J.; BRUNS, ROY E.. Atomic charge and atomic dipole modeling of gas-phase infrared intensities of fundamental bands for out-of-plane CH and CF bending vibrations. SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY, v. 251, APR 15 2021. (17/22741-3, 18/08861-9)

DUARTE, LEONARDO J.; RICHTER, WAGNER E.; BRUNS, ROY E.; POPELIER, PAUL L. A.. Electrostatics Explains the Reverse Lewis Acidity of BH3 and Boron Trihalides: Infrared Intensities and a Relative Energy Gradient (REG) Analysis of IQA Energies. Journal of Physical Chemistry A, v. 125, n. 39, p. 8615-8625, OCT 7 2021. (18/24844-7, 18/08861-9, 17/22741-3)

DUARTE, LEONARDO J.; BRUNS, ROY E.. Atomic Polarizations, Not Charges, Determine CH Out-of-Plane Bending Intensities of Benzene Molecules. Journal of Physical Chemistry A, v. 122, n. 51, p. 9833-9841, DEC 27 2018. (09/09678-4, 18/08861-9, 17/22741-3)

DUARTE, LEONARDO J.; BRUNS, ROY E.. br Electronic Distribution of S(N)2 IRC and TS Structures: Infrared Intensities of Imaginary Frequencies. JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION, v. 18, n. 4, p. 11-pg., 2022-04-12. (17/22741-3, 18/08861-9)

DUARTE, LEONARDO J.; BRUNS, ROY. E.. Energetic Origins of Force Constants: Adding a New Dimension to the Hessian Matrix via Interacting Quantum Atoms. Journal of Physical Chemistry A, v. 126, n. 48, p. 10-pg., 2022-12-08. (18/08861-9, 17/22741-3)

RICHTER, WAGNER E.; DUARTE, LEONARDO J.; VIDAL, LUCIANO N.; BRUNS, ROY E.. AC/DC Analysis: Broad and Comprehensive Approach to Analyze Infrared Intensities at the Atomic Level. Journal of Physical Chemistry A, v. 125, n. 15, p. 11-pg., 2021-04-13. (18/24844-7, 18/08861-9)

DUARTE, LEONARDO J.; SILVA, ARNALDO F.; RICHTER, WAGNER E.; BRUNS, ROY E.. Infrared Intensification and Hydrogen Bond Stabilization: Beyond Point Charges. Journal of Physical Chemistry A, v. 123, n. 30, p. 6482-6490, AUG 1 2019. (18/08861-9, 14/21241-9, 17/22741-3)

RICHTER, WAGNER E.; DUARTE, LEONARDO J.; BRUNS, ROY E.. navoidable failure of point charge descriptions of electronic density changes for out-of-plane distortion. SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY, v. 271, APR 15 2022. (17/22741-3, 18/08861-9)

DUARTE, LEONARDO J.; RICHTER, WAGNER E.; BRUNS, ROY E.. Characteristic Substituent Effect Model for the Infrared Intensities of the X2CY (X = H, F, Cl, Br; Y = O, S) Molecules. Journal of Physical Chemistry A, v. 127, n. 14, p. 9-pg., 2023-04-13. (18/08861-9, 17/22741-3)

DUARTE, LEONARDO J.; BRUNS, ROY E.. QTAIM Atomic Charge and Polarization Parameters and Their Machine-Learning Transference among Boron-Halide Molecules. Journal of Physical Chemistry A, v. 124, n. 17, p. 3407-3416, APR 30 2020. (18/24844-7, 18/08861-9)

DUARTE, LEONARDO J.; BRUNS, ROY E.. FTIR and dispersive gas phase absolute infrared intensities of hydrocarbon fundamental bands. SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY, v. 214, p. 1-6, MAY 5 2019. (18/08861-9, 17/22741-3, 09/09678-4)