¿Cómo se puede usar el HOMO / LUMO de una molécula para predecir sus propiedades antioxidantes?

Estrictamente hablando, no puede.

Hay innumerables ejemplos en los que se ha hecho esta comparación: una búsqueda rápida en Google arroja 35 mil resultados, muchos de los cuales se ven y se sienten exactamente como el éxito número 1 del NY Sci Journal.

Conceptualmente, el argumento es el siguiente: un electrón del HOMO puede ser donado, o un electrón puede ser donado al LUMO, de cualquier molécula dada. Esto es estrictamente diferente de una transición electrónica similar a Franck-Condon entre los dos estados, donde el reordenamiento molecular real es lento en relación con la transición electrónica, y la probabilidad de una transición va a proceder en función de la superposición de Los dos estados.

Cuando se transfiere un electrón, la molécula en ese instante está en la misma disposición física que antes. Sin embargo, esa energía coloca a la molécula en una posición en la que puede producirse un reordenamiento mecánico; en algunos casos, el estado excitado es antienlace y la molécula se disociará.
imagen de The Hydrogen Molecule Ion H2 +

imagen del principio de Franck-Condon

Si es estable, vibrará alrededor del mínimo local y disipará el calor como microondas o fotones infrarrojos, o fluorescerá de nuevo al estado fundamental.

de Nature Chemistry 3, 96-97 (2011)

Si hay estados de transición a otras configuraciones que son más estables, puede reorganizarse dependiendo de qué tan alto sea el estado de transición.

Puede haber algunas correlaciones entre algunas de las energías de separación de HOMO-LUMO con potencial antioxidante, ya que HOMO-LUMO podría estar correlacionado con otros estados electrónicos, estados de transición y reordenamientos de una molécula dada, y estas correlaciones son prominentes si usted observa elija ejemplos que coincidan con su tesis. Sin embargo, la correlación no es causalidad, y una tabla de energías HOMO-LUMO para un conjunto de “antioxidantes” no relacionados (por ejemplo, resveratrol vs BHA vs catechin vs trolox) será un mal predictor en general. La confusión de la correlación con la causalidad en este ejemplo es clásica , y es el riesgo de usar herramientas de simulación sin tener un conocimiento subyacente de lo que representa la simulación.