密度功能选择和晶体结构的相互作用用于准确的NMR化学转移预测
Sebastian A Ramos1, Leonard J Mueller1, Gregory J O Beran1
1Department of Chemistry, University of California Riverside, Riverside, CA 92521, USA. gregory.beran@ucr.edu.
在NMR结晶学中准确的化学转移预测对于结构赋值至关重要. 在化学转移计算中使用混合函数,而不仅仅是改进晶体几何形状,可以显著提高有机晶体的精度.
科学领域:
- 计算化学计算化学
- 固态NMR光谱学 固态NMR光谱学
- 晶体学 晶体学是指结晶学.
背景情况:
- 准确的*ab initio*化学转移预测对于NMR结晶学和结构赋值至关重要.
- 周期密度函数理论 (DFT) 与PBE函数和GIPAW近似通常用于有机晶体.
- 以前的研究经常使用通用梯度近似 (GGA) 函数来优化晶体结构,这可能会限制化学转移预测的准确性.
研究的目的:
- 与GGA级PBE-D3(BJ) 几何相比,使用更准确的混合功能PBE0-D3(BJ) 晶体几何对*ab initio*化学转移预测准确性的影响.
- 为了确定精细的几何或高级的功能是否更有助于改进化学转移预测.
- 评估双杂交函数的性能,以预测有机晶体中的化学转移.
主要方法:
- 利用了132C和35N的基准数据集,从有机晶体中进行化学转移.
- 进行了丸激素,乙氨基和巴比他 (phenobarbital) 的案例研究.
- 使用GGA级别几何学与混合功能优化几何学进行化学转移预测的比较.
- 评估混合和双混合函数对化学转移精度的影响.
主要成果:
- 从GGA级切换到混合功能计算减少了C和N化学转移误差,与实验值相比约为40-60%.
- 改进化学转移精度的主要来源归因于用于转移计算的混合函数的使用,而不仅仅是精细的几何形状.
- 双混合功能器在化学转移协议上并不总是比混合功能器提供进一步的改进,即使是精细的几何形状.
结论:
- 结合GGA级晶体结构和混合功能化学转移计算,为有机系统中的NMR晶体学提供了具有成本效益的方法.
- 通过混合函数来改进晶体几何学提供了好处,但用于化学转移计算的函数本身对准确性更为关键.
- 这些发现表明,在NMR结晶学研究中保持高精度的同时,优化计算资源的实用策略.
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