Химические науки могут извлечь большую пользу из применения вычислительных подходов. Молекулярное моделирование позволяет нам узнавать о химических реакциях за долю стоимости реальных экспериментов. В связи с этим крайне важно найти соответствующие решения. Они должны поддерживать оптимальный баланс скорости и точности.
Исследователи Жан-Филип Пикемаль, Риккардо Специа и другие из Университета Сорбонны в Париже, Франция, искали недорогие вычислительные подходы для прогнозирования свойств реакции Дильса-Альдера. Для набора «небольших» прототипов реакций они сравнили результаты расчетов теории функционала плотности (DFT), выполненных с небольшими «доступными» базисными наборами (набор функций, используемых для представления электронной волновой функции) с очень точными, но вычислительно дорого, подходы. Было обнаружено, что быстрые методы DFT успешно предсказывают диастереоселективность реакций Дильса-Альдера с участием сложных напряженных циклических аллендиенофилов, тип реакции, который, как известно, трудно предсказать из-за незначительной разницы в энергии между эндо- и экзо-стратегиями.
Основываясь на своих выводах, авторы предлагают ряд функционалов DFT, которые в сочетании с небольшим базисным набором (6-31G) и дисперсионными поправками (поправки, учитывающие силы притяжения, вызванные флуктуациями электронной плотности) могут дать хорошее описание реакции Дильса-Альдера, особенно в отношении диастереоселективности. Эти эффективные методы могут позволить, например, моделировать огромные системы.