Diels-Alderova (4+2) cykloadiční reakce reprezentuje mocný syntetický nástroj pro syntézu šestičlenných cyklických uhlovodíkových systémů. Nečekaně vysoká regioselektivita nových nesymetrických benzochinonů vypozorovaná v převážně experimentální studii [1] byla reprodukováva v detailní kvantově chemické práci [2]. Cílem tohoto závěrečného projektu je prostudovat interakce mezi dienem a dienofilem podél reakční koordináty z hlediska interakční energie a distribuce náboje. Studentka převezme optimalizované geometrie tranzitních stavů pro nesymetricky substituované benzochinony studované v práci [2] vedoucí ke vzniku obou regioizomerů, a to pro celkem 4 vybrané dienofily. Po jejich přeoptimalizování za použití funkcionálu hustoty M06-2X a báze TZ2P v modelu kontinuálního solventu a implementaci ADF provede výpočty IRC z tranzitního stavu směrem k reaktantům i produktům. Podél získané reakční koordináty na vhodném gridu provede single-point výpočty, v nichž se zaměří na analýzu elektronové hustoty a rozklad příspěvků k energii. Distribuci náboje na dienu a dienofilu porovná v rámci Mullikenovy a Hirschfeldovy analýzy, popř. také Voronoiovy deformační hustoty. Dále prozkoumá deformační a interakční energii (vzhledem k fragmentům definovaným jako dien a dienofil) pomocí schématu Energy Decomposition Analysis (EDA) dostupné v prostředí programu ADF.

Literatura:
[1]  Unexpectedly Regioselective Diels-Alder Reactions of New Unsymmetrical Benzoquinones: A Convenient Synthetic Entry to Uniquely Substituted Decalins. MAIER Lukáš et al, Chemistry - A European Journal 2024, 30, e202401068.
[2]  Exploring the Regioselectivity of Diels–Alder Reactions of 2,6-Disubstituted Benzoquinones through DFT Calculations. KALLA Erik et al., European Journal of Organic Chemistry 2025, 28, e202500661.