Astroquímica computacional: estructura y síntesis de biomoléculas en el medio interestelar

Abstract

El objetivo de este trabajo consiste en estudiar dos temas de crucial importancia en la astroquímica, desde un punto de vista teórico-computacional. En primer lugar, hemos propuesto diferentes procesos que podrían ser viables en el medio interestelar y explicar la formación de precursores de la glicina: a) La formación de glicolaldehido protonado e ionizado. b) Dos reacciones ion-molécula que probablemente puedan generar isómeros de la glicina protonada (P1-P8): NH3OH+ + CH3COOH and NH2OH2+ + CH3COOH. Para ello, se han realizado cálculos ab initio y DFT obteniendo parámetros estructurales e información de la energética empleando un paquete software químico (Gaussian09 y Gaussian16). Posteriormente, el estudio se amplió a las correspondientes especies neutras (P1N-P8N) analizando sus afinidades protónicas. En cuanto a la segunda temática, hemos predicho parámetros espectroscópicos para estas moléculas prebióticas, de interés dentro de la espectroscopía rotacional y vibracional. Finalmente, hemos llevado a cabo un análisis de la naturaleza de las principales interacciones para todas las moléculas, usando la teoría de Bader de Átomos en Moléculas (AIM), además, hemos discutido los mecanismos de reacción para los isómeros más importantes de la glicina protonada (P1, P2 y P3), obteniendo un proceso favorable para la formación de P1 desde un punto de vista termodinámico (ΔEvía 2 (P1) = -24,8 kcal/mol a nivel CCSD/aug-cc-pVTZ) y cinético (no presenta barreras de activación), siendo por tanto factible en el ISM. Los datos aportados se espera que sirvan de guía para futuros estudios experimentales que permitan una plausible detección radioastronómica