Estudo Teórico da Produção Assimétrica de Enantiômeros

Resumo

A busca por mecanismos capazes de quebrar a simetria quiral em um sistema envolvendo um par de enantiômeros tem se tornado uma área de pesquisa ativa, seja para compreender a origem da homoquiralidade biomolecular ou para produzir substâncias que interagem funcionalmente com organismos vivos. O sucesso desta empreitada pode ser auxiliado por modelagens e simulações numéricas de redes reacionais candidatas a apresentar quebra de simetria quiral. Estas ferramentas possibilitam caracterizar os possíveis regimes de estabilidade destas redes e determinar as condições mais favoráveis em que a amplificação de excessos enantioméricos (EE) tende a ser observada. Propõe-se neste projeto o estudo teórico, via abordagens determinística e estocástica, da produção assimétrica de enantiômeros (espontânea e via perturbação) em sistemas abertos por meio da exploração de modelos de mecanismos reacionais para polimerização quiral sujeitos às flutuações termodinâmicas (as quais ganham importância com a redução do número de partículas do sistema) e contendo etapas autocatalíticas (capazes de amplificar eficientemente um pequeno EE inicial). No modelo determinista, regido por equações diferenciais, pode-se acrescentar as flutuações estatísticas ad hoc, enquanto no caso da abordagem estocástica elas são intrínsecas ao método. Os estudos se dividirão em cinco partes: (i) investigação determinística das redes reacionais com polimerização inicialmente restrita à dimerização e (ii) sem esta restrição; (iii) consideração de dimensões espaciais nos modelos para levar em conta efeitos da difusão; (iv) consideração de influências externas, como perturbações na temperatura ou concentração de alguma(s) espécie(s) e (v) abordagem estocástica dos casos anteriores.