Luis R. Domingo, catedràtic de química orgànica de la Universitat de València, ha proposat modificar l’estudi de la reactivitat a través de la seua teoria de la densitat electrònica molecular (TDEM). L’aportació, publicada recentment en la revista 'Molecules' i finançada com a projecte d’excel·lència del MINECO entre 2017-2019 comporta superar el model que s’ha ensenyat en química orgànica des de fa cinquanta anys.
La proposta planteja que la reactivitat (propietat de les substàncies de provocar reaccions químiques) s’ha d’analitzar a partir dels canvis en la densitat electrònica i no a partir de les interaccions entre orbitals moleculars, com es fa des de fa cinquanta anys, sosté el professor Domingo, que és membre de la Reial Societat de Química britànica des de 2015, la màxima distinció en aquesta prestigiosa societat científica.
La densitat electrònica és la probabilitat de conèixer la situació dels electrons dins d’una molècula. El professor Domingo explica que a la fi del segle XX es van desenvolupar mètodes mecanicoquàntics que permeten analitzar la densitat electrònica i per tant, la reactivitat, “d’una forma rigorosa”.
Des de 1925, l’estructura molecular s’ha estudiat a partir de l’equació de Schrödinger, un model complex que descriu el moviment dels electrons amb un comportament ondulatori. Donada la dificultat d’aplicar el plantejament del físic austríac a l’estudi de la densitat electrònica fins i tot en el sistema molecular més simple, en 1934 es va plantejar la teoria dels orbitals moleculars (OM) com una aproximació, vigent des de fa més de 80 anys, i que és la que ara el professor Domingo rebat com a model per a l’estudi de la reactivitat en química orgànica.
Luis R. Domingo rebutja en la seua teoria de la densitat electrònica molecular que les interaccions entre els orbitals moleculars, que és la base de la teoria dels OM frontera (OMF), puguen controlar la reactivitat química, perquè aquests no tenen cap significat físic.
“La proposta que presente permetrà descartar teories fortament establertes en química orgànica com són les regles de simetria de Woodward-Hoffmann, el mecanisme de les reaccions pericícliques o la teoria OMF, així com la recent teoria de distorsió/interacció que va elaborar Houk en 2007”, ha indicat Luis R. Domingo.
El docent de la Universitat de València reivindica que després de vint anys i més de dos-cents cinquanta articles científics publicats en revistes internacionals, la TDEM “canviarà molts conceptes en química orgànica”. De fet, des de 1995 fins a l’actualitat, el professor Domingo ha desenvolupat un extens treball teòric per demostrar que la teoria OMF està envellida i equivocada.
La TDEM es va elaborar a la fi de l’any 2015 i fins avui s’han publicat set articles científics basats en ella. Una part d’aquest treball ha estat finançat a través de diversos projectes d’excel·lència del Ministeri d’Economia i Competitivitat. En l’última convocatòria, per al període 2017-2019, novament ha rebut l’ajuda.
L’origen de la TDEM ja es va perfilar en una revisió publicada pel professor Domingo en 2014, titulada A New C-C Bond Formation Model Based on the Quantum Chemical Topology of Electron Density, mentre que a la fi del 2015 va presentar per primera vegada la teoria en l’article Understanding the high reactivity of carbonyl compounds towards nucleophilic carbenoid intermediates generated from carben isocyanides. Fins a l’any 2016, Luis R. Domingo ha publicat set articles referits a la TDEM.
També destaca la seua contribució al desenvolupament de nous índexs de reactivitat química definits dins de la teoria funcional de la densitat conceptual (TFDC). Aquest treball ha permès establir una sèrie d’índexs que expliquen de forma senzilla la reactivitat de les molècules orgàniques en reaccions polars. Aquests índexs estan recolits en la recent revisió en la revista Molecules titulada Applications of the Conceptual Density Functional Theory Indices to Organic Chemistry Reactivity.
La contribució del professor Domingo a la química orgànica teòrica estableix nous conceptes i models de reactivitat que permetran modificar l’ensenyament actual en química orgànica, basat en models que es van elaborar en els anys 60 del segle passat.
Article:
Luis R. Domingo: Molecular Electron Density Theory: A Modern View of Reactivity in Organic Chemistry Molecules 2016, 21(10), 1319; doi: 10.3390/molecules21101319
Link: http://www.mdpi.com/1420-3049/21/10/1319
Peu de foto:
Luis R. Domingo, catedràtic de química orgànica de la Universitat de València
Imatges:
