Proponen reformular el estudio de la reactividad en química orgánica

Luis R. Domingo, catedrático de Química Orgánica de la Universitat de València www.luisrdomingo.comLa propuesta plantea que la reactividad (propiedad de las substancias de provocar reacciones químicas) se debe analizar desde los cambios en la densidad electrónica, y no desde las interacciones entre orbitales moleculares, como se viene realizando desde hace 50 años, sostiene el profesor Domingo, quien es Fellow de la Royal Society of Chemistry británica desde 2015, la máxima distinción en esta prestigiosa sociedad científica.

La densidad electrónica es la probabilidad de conocer la ubicación de los electrones dentro de una molécula. El profesor Domingo explica que a finales del siglo XX se desarrollaron métodos mecano-cuánticos que permiten analizar la densidad electrónica y por tanto, la reactividad, “de una forma rigurosa”.

Desde 1925, la estructura molecular se ha estudiado a partir de la ecuación de Schrödinger, un complejo modelo que describe el movimiento de los electrones con un comportamiento ondulatorio. Dada la dificultad de aplicar el planteamiento del físico austríaco al estudio de la densidad electrónica incluso en el sistema molecular más simple, en 1934 se planteó la teoría de los orbitales moleculares (OMs) como una aproximación, vigente desde hace más de 80 años, y que es la que ahora el profesor Domingo rebate como modelo para el estudio de la reactividad en química orgánica.

Luis R. Domingo, en su teoría de la densidad electrónica molecular rechaza que las interacciones entre los orbitales moleculares, que es la base de la teoría de los OMs frontera (FMO en sus siglas en inglés) puedan controlar la reactividad química, porque estos no tienen ningún significado físico.

“La propuesta que presento permitirá descartar teorías fuertemente establecidas en química orgánica como son las reglas de simetría de Woodward-Hoffmann, el mecanismo de las reacciones pericíclicas o la teoría FMO, así como la reciente teoría de distorsión/interacción establecida por Houk en 2007”, ha indicado Luis R. Domingo.

El docente de la Universitat de València (UV), en este sentido, reivindica que después de 20 años y más de 250 artículos científicos publicados en revistas internacionales, la MEDT “va a cambiar muchos conceptos en química orgánica”. De hecho, desde 1995 hasta la actualidad, el profesor Domingo ha desarrollado un extenso trabajo teórico para demostrar que la teoría FMO está obsoleta y equivocada.

La MEDT se estableció a finales del año 2015, y hasta la fecha se han publicado siete artículos científicos basados en ella. Una parte de este trabajo ha sido financiado a través de varios proyectos de Excelencia del Ministerio de Economía y Competitividad. En la última convocatoria, para el período 2017-2019, nuevamente ha recibido ayuda.

El origen de la MEDT ya se perfilaba en una revisión publicada por el profesor Domingo en 2014 titulada A New C-C Bond Formation Model Based on the Quantum Chemical Topology of Electron Density, mientras que a finales del 2015 presentó por primera vez la teoría en el artículo Understanding the high reactivity of carbonyl compounds towards nucleophilic carbenoid intermediates generated from carben isocyanides. Hasta el año 2016, Luis R. Domingo ha publicado siete artículos referidos a la MEDT.

También destaca su contribución al desarrollo de nuevos índices de reactividad química definidos dentro de la teoría del funcional de la densidad conceptual (CDFT). Este trabajo ha permitido establecer una serie de índices que explican de forma sencilla la reactividad de las moléculas orgánicas en reacciones polares. Dichos índices están recogidos en la reciente revisión en la revista Molecules titulada Applications of the Conceptual Density Functional Theory Indices to Organic Chemistry Reactivity.

La contribución del profesor Domingo a la química orgánica teórica establece nuevos conceptos y modelos de reactividad que permitirán modificar la enseñanza actual en química orgánica, basada en modelos desarrollados en los años 60 del siglo pasado.

Referencia bibliográfica

Luis R. Domingo: Molecular Electron Density Theory: A Modern View of Reactivity in Organic Chemistry. Molecules 2016, 21(10), 1319; doi: 10.3390/molecules21101319

Fuente: UV







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