Modelos parametrizados de energías libres de solvatación acuosa basados en la descreening por pares de las cargas atómicas del soluto de un medio dieléctrico

La aproximación de descreening por pares proporciona un algoritmo computacional rápido para la evaluación de los efectos de la forma del soluto sobre las contribuciones electrostáticas a las energías de solvatación. En este artículo mostramos que los modelos de solvatación basados en este algoritmo son útiles para predecir energías libres de solvatación en un amplio rango de funcionalidades de soluto, y presentamos seis nuevas parametrizaciones generales de energías libres de solvatación acuosa basadas en este enfoque. El primer nuevo modelo se basa en tensiones superficiales atómicas tipo SM2, el modelo AM1 para el soluto y cargas de Mulliken. Los siguientes dos nuevos modelos se basan en tensiones superficiales tipo SM5, ya sea el modelo AM1 o el modelo PM3 para el soluto, y cargas de Mulliken. Los últimos tres modelos se basan en tensiones superficiales atómicas tipo SM5 y están parametrizados usando el modelo AM1 o el modelo PM3 para el soluto y cargas CM1. Las parametrizaciones se basan en datos experimentales para un conjunto de 219 moléculas de soluto neutro que contienen una amplia gama de grupos funcionales orgánicos y los tipos de átomos H, C, N, O, F, P, S, Cl, Br e I, y en datos para 42 iones que contienen los mismos elementos. Los errores medios en relación con el experimento son ligeramente mejores que los métodos anteriores, pero más significativamente, el costo computacional se reduce para moléculas grandes, y los métodos son bien adecuados para usar derivadas analíticas.