明確な先行制約によって導かれる化学的シフトを用いた分子固体の急速な構造決定

科学分野:

• 固体NMRスペクトロシー
• クリスタルグラフィー
• コンピュータ化学

背景:

• NMRベースの結晶学は,結晶構造の予測,ab initio計算,およびマイクロ結晶粉末構造の決定のための固体NMRを組み合わせています.
• 現在の方法は,単一分子構造から候補構造が生成された後,固体MRIデータがプロセスに遅れて組み込まれているため,しばしば失敗します.

研究 の 目的:

• プロセスの初期の実験的制約を統合した改良された結晶構造決定方法を開発する.
• 現在のNMRベースの結晶学,特に結晶構造に高エネルギーコンフォマーを採用する分子の限界に対処する.

主な方法:

• コンフォマー選択の際に実験的制約を組み込む方法を提案した.
• 明確な構造的制約を導き出すために,固体NMR相関実験で欠席のクロスピークを使用した.
• フラタミド,フルーフェナミク酸,コカイン,アンピシリンの結晶構造を決定するアプローチを適用した.

主要な成果:

• 交差点がないことが,結晶構造とガス相構造の両方に信頼性の高い制約をもたらすことが実証された.
• テストされた化合物の計算コストは約50%減少した.
• アンピシリンの結晶構造を成功裏に決定し,既存の方法では失敗した.
• NMR粉末構造で0.176 Åの平均位置RMSEを達成した.

結論:

• この新しい方法は,コンフォマー選択プロセスの初期に実験的なNMRデータを統合することによって,明瞭な結晶構造の決定を可能にします.
• このアプローチは,現在の方法の限界を克服し,特に複雑な分子構造を克服します.
• この発見は,ミクロクリスタルの材料に対する NMR ベースの結晶学の能力を大幅に向上させます.