Interacción π-π abordada con teoría de funcionales de densidad

A través de la comparación con datos de referencia ab initio, hemos evaluado el desempeño de varios funcionales de densidad para describir interacciones pi-pi como función de la geometría entre dos bencenos apilados o análogos de benceno, entre dos bases de ADN apiladas y entre dos pares de Watson-Crick apilados. Nuestro propósito principal es encontrar un funcional de densidad robusto y computacionalmente eficiente que se utilice específicamente y únicamente para describir interacciones de apilamiento pi-pi en ADN y otras moléculas biológicas en el marco de nuestro enfoque QM/QM recientemente desarrollado "QUILD". En línea con estudios previos, la mayoría de los funcionales de densidad estándar recuperan, en el mejor de los casos, solo parte de las interacciones de apilamiento favorables. Una excepción es el nuevo funcional KT1, que produce correctamente estructuras pi-apiladas vinculadas. Sorprendentemente, se logra un rendimiento igualmente bueno con la aproximación de densidad local (LDA), que es computacionalmente muy robusta y eficiente. Además, mostramos que las interacciones electrostáticas clásicas determinan la forma y profundidad de la superficie de energía potencial de apilamiento pi-pi.