Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura

Catálisis Computacional: Topología de la densidad de carga en carbocationes y estudio de Interacciones.

PI 640. SGCYT-UNNE Versión en Inglés

Directora: Dra. Nélida María Peruchena.

Palabras claves: densidad de carga electronica, interacciones moleculares, carbocationes, enlace de tres centros-dos electrones, ab initio, AIM, estructura molecular, calculos teóricos.

E-mail: peruchen@exa.unne.edu.ar

El estudio de las interacciones moleculares constituye un campo de intensa actividad, tanto en bioquímica como en la química de superficies. En el presente proyecto el estudio de la distribución electrónica se realiza desde un punto de vista teórico, utilizando para ello, la Teoría de Átomos en Moléculas (AIM). Esta teoría se basa en las propiedades topológicas que presenta una distribución de densidad de carga electrónica. Los diferentes tipos de enlaces químicos pueden caracterizarse en base a las propiedades locales de la densidad electrónica y de su Laplaciano, en los “puntos críticos de enlace”. Los carbocationes son importantes intermediarios en las reacciones de “cracking” de hidrocarburos. En nuestro grupo de trabajo hemos dedicado mucho esfuerzo al estudio de los enlaces de tres centros dos electrones en carbocationes. Este tipo de enlace deficiente en electrones se forma como resultado de la protonación de un enlace C-C o C-H y posee características topológicas muy interesantes. En este proyecto hemos demostrado que el estudio de la topología de la densidad de carga electrónica es una herramienta poderosa que permite explorar el origen y la estabilidad de las distintas especies formadas en los procesos de protonación de hidrocarburos. Resultados publicados en J. Phys. Chem. A. (1999, 2001 and 2002).

Computational Catalysis: Topological Analysis of the Electronic Charge Density in carbocations and study of interactions.

Key words: electronic charge density, molecular interactions, carbocations, “three center-two electrons bonds”, ab initio, AIM, molecular structure, Theoretical calculations.

Due to their importance in biochemistry and chemistry of surface, molecular interactions constitute a field of intense activity. In this project, the study of electronic distributions is done from a theoretical point of view. The Atoms in Molecules Theory (AIM); based on the topological properties of the electronic density distribution, is used to characterized the different types of molecular interactions. The values of the local properties, electronic density and Laplacian, at the bond critical point determine the bond types. Carbocations are important intermediates in cracking reactions of hydrocarbons and to know its structure and electronic distributions is very important for understanding the stabilizations of the different species and its reactivities. Our group has devoted a lot of effort to the study of “three center–two electrons bonds” in carbocations. This type of bonds, electron deficient, can be formed for protonation on C-C or C-H bonds and exhibits very interesting characteristics. In this projet, we demostred that, the study of the topology of the CD is a powerful tool for exploring the stability and origen of the different structures formed in hydrocarbon protonation processes, these results were published in J. Phys Chem. A. (1999, 2001 and 2002).