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

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)