Molekulsko modeliranje strukture i reaktivnosti organskih spojeva

Voditelj: Dr. sc. Zlatko Mihalić

Naglim razvojem računala i, kao posljedica toga, novih teorijskih metoda, kemija se iz temelja mijenja. O reakcijskim međuproduktima, prijelaznim stanjima i mehanizmima organskih reakcija moglo se do ne tako davno zaključivati samo indirektno. Tradicionalna fizikalno-organska kemija bila je zasnovana na analizi produkata, na kinetičkim i termodinamičkim mjerenjima, na analizi utjecaja supstituenata, ali danas to više nije dovoljno. Potrebno je, koristeći nove koncepte koje donosi teorija i računalni eksperiment, preispitati mnoge “mekane” teorije i ukorijenjene zablude. U okviru ovog projekta, metodama molekulskog modeliranja proučavat će se mehanizmi reakcija organskih spojeva, s naglaskom na strukturu i svojstva reaktivnih vrsta koje u njima sudjeluju. Posebna će pažnja biti posvećena ulozi otapala na tijek i brzinu reakcija. Područja predloženih proučavanja mogu se podijeliti u nekoliko skupina. U prvu spadaju kvantno-kemijska proučavanja prirode sililnih kationa. Zatim su tu proučavanja reakcija pi-ciklizacija u plinskoj fazi i otapalu, koja će poslužiti kao modelne reakcije biosinteze terpena, ali i kao općeniti model nukleofilne supstitucije na zasićenom atomu ugljika. Proučavat će se i pregradnje derivata ugljikohidrata kod kojih dolazi do selidbe acilne skupine između susjednih hidroksilnih skupina na šesteročlanom prstenu. Na kraju slijede proučavanja elektronske strukture kompleksa molibdena i uloge koju taj i srodni metali igraju u nekim reakcijama fragmentacije, ali i općenito njihovi kompleksi u katalizi organskih reakcija. Dobiveni teorijski rezultati usporedit će se s relevantnim eksperimentalnim rezultatima, što će poslužiti kako za izbor potrebne teorijske razine računa, tako i za verifikaciju korištenih modela. Rezultati dobiveni modeliranjem doprinijet će boljem razumijevanju temeljnih organskih procesa, što znači i boljem razumijevanju odgovarajućih procesa u biokemijskim i složenijim sustavima. Jedan od ciljeva ovog projekta je i njegovo edukacijsko djelovanje, kako prema studentima tijekom izrade njihovih ocjenskih radnji, tako i prema eksperimentalno orijentiranim kolegama.

Suradnici:

Helena Čičak

Ivan Kodrin

Livio Racane

Znanstvene publikacije:

Popis publikacija - CROSBI.