[WiP]计算NMR化学位移

鄙人什么都不会(指量子化学),主要还是参考其他高人写的文章(参见这边),稍微做一下集成。本文的终极目标是全自动计算NMR化学位移,包括选择基组、自动修正理论/实验误差。

首先量子化学软件输出的NMR计算结果至少会给出三样东西:1、磁屏蔽张量;2、各向异性 (Anisotropy ) 磁屏蔽值;3、各向同性 (Isotropic) 磁屏蔽值。值得注意的是磁屏蔽值的单位是ppm,也就是说将四甲基硅烷(TMS)计算出的磁屏蔽值,减去目标化合物目标原子的磁屏蔽值,就得到了化学位移。年轻的我还照着分析化学书又将差除以TMS的磁屏蔽值,结果怎么都不对。一般来说对于非固态体系,分子的取向并不受限,因此需要取各向同性磁屏蔽值来计算化学位移。

计算形式一般首选GIAO;至于基组的选取,这依赖于理论/实验误差的修正。上边所说文章提到理论计算值与实验值,通常呈线性关系,即对于大量的化合物,将各种化学环境下原子核化学位移的理论计算值与实验值绘制散点图,图中散点可以用直线拟合。该网页提供了基于给定样本计算得到的直线方程与方根均误差(当然也可以看决定系数R2嘛)。依据方根均误差最小选取合适的基组,相近方根均误差则依据计算量最小。上面说的直线方程是根据G03/G09计算理论值从而得到的,其他的量化软件可能需要另外进行拟合。

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