Cuarenta electrones es pequeño . Incluso si nos limitamos a los electrones de valencia, el ciclohexano ya tiene 36 electrones. Cualquier cosa parecida a una droga tiene camino más electrones que 40. Por ejemplo, viagra tiene 178 electrones de valencia, y eso no es necesariamente una droga "grande". (Compárese con vancomicina por ejemplo).
Aunque se trate de compuestos inorgánicos, en los que el número total de átomos de la unidad de fórmula es pequeño, las propiedades del material no proceden de una sola unidad de fórmula, sino de la interacción de un gran número de átomos. -- Es un ejemplo de un principio más general. Las propiedades importantes de la mayoría de los materiales que se utilizan (incluidos los fármacos) no provienen de la molécula aislada, sino que provienen de las interacciones de la molécula con otras moléculas, ya sean de la misma sustancia química o de sustancias químicas diferentes. Para ser precisas, todas esas interacciones necesitan un sistema con mucho más de 40 electrones.
El límite de 40 electrones proviene de la suposición implícita de que se trata de cálculos de mecánica cuántica. Los cálculos de la mecánica cuántica son bastante costosos desde el punto de vista informático, ya que hay que tener en cuenta todas las interacciones de todos los electrones entre sí en todas las posiciones de su superposición deslocalizada. Hay varios trucos (como DFT ) que facilitan los cálculos para un gran número de electrones, pero tenga en cuenta que "más fácil" no significa "fácil". Incluso con la DFT y otros enfoques, los sistemas grandes requieren mucho tiempo de computación para ser calculados con precisión.
Hay otras aproximaciones que no sufren el mismo límite que la QM, pero son capaces de hacer sus ganancias de eficiencia porque hacen aproximaciones. Por ejemplo, los enfoques de la mecánica molecular son capaces de simular sistemas en la región de cientos de miles de átomos. Pero pueden hacerlo porque no calculan realmente la posición de los electrones. En su lugar, tratan el sistema de forma "clásica" y ajustan experimentalmente los potenciales de interacción que aproximan los efectos cuánticos subyacentes. (Por ejemplo, no calculan exactamente el potencial de estiramiento del enlace, sino que lo aproximan como un potencial armónico. Esto es lo suficientemente "cercano" al verdadero potencial de estiramiento del enlace para el rango de longitudes de enlace que se ve típicamente en tales simulaciones, pero no es 100% preciso desde el punto de vista de la mecánica cuántica).
Hay muchos grupos y empresas que utilizan la mecánica molecular y otros enfoques similares para informar sobre su proceso de desarrollo de medicamentos y materiales. El problema es que, como los potenciales energéticos que se utilizan son sólo aproximados, los resultados de la simulación también lo son. Dependiendo de lo que se intente simular, los resultados de la simulación pueden ser precisos o no. Por ello, estas simulaciones se tratan sobre todo como un primer paso, para encontrar posibles pistas/hipótesis, y luego los científicos tienen que ir realmente al laboratorio y probar los resultados para confirmarlos.
