Avaliação do efeito do solvente nos mecanismos de reações orgânicas através de simulações de dinâmica molecular ab initio

• Processo: 23/00531-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 15 de maio de 2023
• Data de Término da vigência: 14 de maio de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Claudio Francisco Tormena
• Beneficiário: Patrick Rodrigues Batista
• Supervisor: Barbara Kirchner
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universität Bonn, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 21/09687-5 - Avaliação de preferências conformacionais de moléculas fluoradas e estudo do caminho de transmissão do acoplamento JFH utilizando dinâmica molecular de Car-Parrinello, BP.PD
• Assunto(s): Química teórica Simulação de dinâmica molecular Mecanismos de reação Efeitos de solvente
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Computational Chemistry | molecular dynamics | Reaction mechanism | Solvent effect | Química Teórica

Resumo

A compreensão do efeito do solvente nos processos químicos e mecanismos de reação é uma tarefa árdua que vem sendo intensamente investigada por muitos anos. Vários estudos experimentais e teóricos mostram como a dinâmica do solvente altera drasticamente a velocidade, o rendimento e a seletividade de uma reação. No entanto, devido ao tratamento computacional de moléculas explícitas de solvente ser difícil e demorado, normalmente, a energia de solvatação do soluto é estimada tratando o solvente como um contínuo dielétrico. Assim, abordar as interações soluto-solvente específicas, conformações e contribuições entrópicas que podem alterar o caminho da reação ou levar a um mecanismo de alta ou baixa energia é um grande desafio no âmbito da química computacional. Devido aos desafios da modelagem dos mecanismos de reação em solução, um estudo ab initio é proposto neste projeto, envolvendo a modelagem das interações solvente-soluto explícitas e a maneira como diferentes solventes afetam os mecanismos de reação orgânica. Para isso, será aplicado o método teórico mais realista, o qual combina a dinâmica molecular ab initio e a metadinâmica para melhor entender as reações de substituição nucleofílica (SN2) e de eliminação (E2) biomoleculares: CH3CH2Br + Cl- ’ CH3CH2Cl + CH2CH2 e, também, a reação de Morita-Baylis-Hilman, que é um método importante para formar ligações químicas carbono-carbono. (AU)