"Hammett-relaties zijn heel, heel belangrijk geweest in de ontwikkeling van de organische chemie," zegt theoretisch chemicus Ángel Martín Pendás. Nu heeft een team in Spanje een nieuwe methode ontwikkeld om te voorspellen hoe moleculen zullen reageren.
Onderzoekers Pedro Salvador en Gerard Comas-Vilà van de Universiteit van Girona in Spanje, onthulden een kader voor het kwantificeren van substituent-effecten in aromatische systemen. Deze doorbraak, bereikt in Spanje, verbindt de elektronische structuur met inductieve en resonantie-effecten.
De methode van het team gebruikt effectieve atomaire orbitaalanalyse om ladingsdichtheid-gebaseerde descriptoren, I en R, te produceren om inductieve en resonantie-effecten te kwantificeren. 'Wat we deden was uit de totale dichtheid van het molecuul halen welk deel je associeert met elk van de atomen, en er vervolgens orbitalen van maken,' legt Salvador uit.
Computationele studies toonden aan dat het inductieve effect kon worden weergegeven door veranderingen in de bezetting van effectieve atomaire orbitalen. Het resonantie-effect wordt weerspiegeld door veranderingen in de bezetting van 2p-type effectieve atomaire orbitalen op koolstofatomen.
De onderzoekers voorspelden met succes Hammett-parameters voor meta- en para-gesubstitueerde benzoëzuurderivaten. 'Het meest opwindende voor mij was om onze resultaten te vergelijken met experimentele resultaten, en te zien dat ze heel goed passen, de correlatie is uitstekend,' zegt Comas-Vilà.
Dit kader biedt een hulpmiddel voor het voorspellen van Hammett-parameters in aromatische systemen, waardoor tijd en middelen worden bespaard. Het biedt ook een dieper inzicht in elektronische interacties in gesubstitueerde aromatische systemen, waardoor klassieke chemische concepten worden verbonden met kwantummechanica.