La réaction de Diels-Alder est importante dans la synthèse de toutes sortes de produits pharmaceutiques, y compris la vitamine D. Mais comment ça marche ? Les chercheurs de l'UNSW montrent qu'il s'agit de la séparation de paires d'électrons. Crédit :T. Schmidt
Travaux récents du Centre d'excellence de l'ARC en science de l'exciton, Publié dans Communication Nature aujourd'hui, comble le fossé culturel entre les chimistes organiques et les théoriciens qui est incarné dans la "flèche bouclée".
L'équipe de recherche est dirigée par le professeur Timothy Schmidt de l'UNSW Sydney et comprend le Dr Terry Frankcombe de l'UNSW Canberra et le Dr Philip Kilby de Data61 du CSIRO.
Les chimistes organiques utilisent des flèches bouclées pour décrire la façon dont les réactions chimiques se produisent et les structures moléculaires qui en résultent. Les théoriciens ont tendance à parler de la structure des molécules en termes de théorie orbitale moléculaire (théorie des ondes) et disent que les flèches bouclées sont une fiction. L'article réunit pour la première fois des vues disparates de la structure électronique, aider à relier la théorie à la notation de la chimie organique.
L'équipe a utilisé la modélisation théorique, en regardant les fonctions d'onde d'une nouvelle manière pour montrer pourquoi les flèches bouclées fonctionnent.
"Précédemment, nous savions que les flèches bouclées fonctionnaient mais nous ne savions pas pourquoi, " dit le professeur Schmidt.
Chef du groupe de recherche Optimisation de Data61 Dr Kilby, qui a utilisé une procédure d'optimisation pour réduire le temps de calcul de deux ordres de grandeur, dit "les chercheurs de l'UNSW ont pu concevoir une méthode qui peut estimer l'emplacement probabiliste des électrons lorsqu'une réaction chimique a réellement lieu".
Flèche représentant le mouvement des paires d'électrons. Crédit :Creative Commons
"Cela nous permet de modéliser les réactions chimiques de manière plus détaillée que jamais auparavant."
Cette méthode sans précédent d'extraction des mouvements des électrons au cours d'une réaction chimique est une percée dans la connexion des représentations traditionnelles du mécanisme chimique avec les calculs de chimie quantique de pointe.
« Nous avons montré comment relier des calculs rigoureux aux diagrammes qualitatifs des chimistes organiques, essentiellement montrer pourquoi ils fonctionnent, " explique Schmidt.
Selon le Dr Frankcombe, « ce travail démontre que ces classiques, les idées intuitives des mouvements d'électrons individuels ont toujours été la bonne façon d'examiner la réactivité chimique, même s'ils avaient auparavant peu de soutien de la mécanique quantique".
Flèche d'hameçon représentant le mouvement d'un seul électron. Crédit :Creative Commons
