Estudo do método direto para o cálculo de pKa para diferentes espécies multipróticas a partir de cálculos quânticos

Resumo

Uma alternativa preliminar para o cálculo de pKa de ácidos monopróticos baseado na reação direta aquosa foi desenvolvida pelos autores, demonstrando uma excelente concordância entre valores calculados com métodos de estrutura eletrônica e dados experimentais. A metodologia é simples e está baseada em um ajuste seletivo da energia de Gibbs para o próton solvatado (Gaq(H+)). O presente estudo pretende avaliar a aplicabilidade e natureza generalizada para diferentes esquemas diretos e outras classes de moléculas, além de ácidos monocarboxílicos, tais como: ácidos polipróticos, aminas, amidas, álcoois, tióis, dentre outros. Pretende-se analisar os efeitos eletrônicos e estruturais em diferentes níveis de teoria envolvendo métodos quânticos convencionais: Hartree-Fock, semiempíricos (ex: AM1, PM6), teoria do funcional de densidade, métodos compostos (ex: CBS-QB3, G3(MP2)//B3-CEP), métodos correlacionados convencionais (ex: CI, CCSD) e não convencionais (ex: Monte Carlo Quântico). Efeito de solvente será avaliado empregando modelos de solvatação implícita (ex: SMD, COSMO), explícita (ex: Monte Carlo clássico) e combinação de modelos implícitos e moléculas explícitas. Análises estatísticas serão conduzidas a fim de estabelecer as melhores relações entre as características das moléculas escolhidas e o conjunto de treinamento para estimar o valor mais apropriado de Gaq(H+) para diferentes classes de moléculas, assim como o ajuste de outras condições para reduzir ao máximo o erro de pKas calculados em relação a experimentais. (AU)