Étude de la réaction de Wittig : apports de la métadynamique

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Nous rapportons ici la première application de l'approche métadynamique efficace pour la synthèse desylures, par la transformation de la fonction carbonyle (cétones ou aldéhydes) avec un ylure dephosphonium. Le mécanisme de la réaction de Wittig entre un aldéhyde et l'ylure de phosphore est étudiéen modélisant la réaction de cycloaddition [2+2] à l'aide de simulations de dynamique moléculaire dans lecadre de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) et de calculs quantiques statiques avec DFT. Nousétudions la précision fournie par différents traitements des effets d'échange et de corrélation, en particulierles forces de dispersion de London en utilisant les corrections de dispersion de Grimme dans les deuxméthodes. Nous comparons les résultats des simulations utilisant les fonctionnelles de densité GGA(BLYP, PBE) avec les données de leurs homologues corrigés de van der Waals (vdW). L'un des principauxavantages de la métadynamique est qu'il est possible de modéliser la réaction chimique, d'assembler lesdifférentes propriétés dynamiques et d'identifier les différents minima et états de transition en explorant lasurface d'énergie libre. Le calcul quantique statique converge vers des états géométriques limités, tandisque la métadynamique converge vers plusieurs géométries et configurations métastables et stables. Deplus, la forte dépendance de la dynamique de la réaction sur la fonction et le pseudopotentiel utilisés meten évidence l'importance des forces de dispersion DFT-D le long du chemin de réaction. Une descriptioncomplète du mécanisme de réaction à la fois du point de vue de l'énergie libre et des configurationsstructurelles des espèces moléculaires est discutée en détail. Les différences dans le profil d'énergie libresont discutées en termes de compte rendu limité des interactions de dispersion dans l'approche DFT et lesfonctionnelles locales standard, confirmant les fortes interactions non covalentes et le réarrangementmoléculaire des espèces chargées qui se déroulent tout au long du chemin réactionnel.
 
 

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