Validación de un conjunto de funcionales de la densidad para el estudio conformacional de ciclohexanos monosustituídos

Abstract

La Teoría del Funcional de la Densidad se ha convertido en estos últimos años en la metodología más ampliamente utilizada para la realización de cálculos mecanocuánticos en todo tipo de sistemas, desde reacciones orgánicas a complejos organometálicos. Sin embargo, la calidad de los funcionales aproximados usados en el contexto de esta teoría debe ser comprobada con antelación a su aplicación para un estudio concreto. En este trabajo hemos analizado seis funcionales de la densidad con el objetivo de comprobar su calidad a la hora de describir la preferencia conformacional axial-ecuatorial en ciclohexanos monosustituidos. En concreto, nos hemos centrado en el metilciclohexano, etilciclohexano y el isopropilciclohexano. Nuestros resultados sugieren que una base pequeña de calidad doble-zeta en combinación con los funcionales ωB97xD y M062X proporciona resultados en buen acuerdo con el experimento. Por el contrario, funcionales más sencillos como BP86, M06L o B3LYP deben descartarse puesto que no proporcionan resultados de suficiente calidad.

In recent years, Density Functional Theory has become the most widely used methodology for performing quantum mechanical calculations on all kinds of systems, ranging from organic reactions to organometallic complexes. However, the quality of the approximate functionals used in this context must be verified before they are applied to a particular study. In this work, we have analyzed six density functionals to assess their ability to describe the axial-equatorial conformational preference in monosubstituted cyclohexanes. We focused particularly on methylcyclohexane, ethylcyclohexane and isopropylcyclohexane. Our results suggest that a small double-zeta quality basis set combined with the ωB97xD and M062X functionals yields results that are in good agreement with experimental data. In contrast, simpler functionals such as BP86, M06L or B3LYP should be discarded since they do not yield sufficient accurate results.