计算化学方法确定天然产物绝对构型教程文件.ppt

AOS-12 AOS-9 AOS-3 PG-40 PG-31 W16 W95-2 W95-1 计算化学方法确定天然产物绝对构型 天然产物绝对构型确定方法 存在问题 计算化学方法的计算内容 单晶获得并非绝对 需要手性中心为仲羟基 需要有参考化合物 X-ray单晶衍射 衍生化的NMR（如Mosher法） 旋光值和CD谱 CD谱 旋光值 NMR数据 VCD谱 计算ECD，VCD和OR的比较 适用对象 波长范围 样品量 计算量 缺点 OR 所有手性化合物 589.6 nm 1~10 mg 计算激发态的性质，精度要求非常高，计算量庞大，耗时。 柔性化合物中，当出现不同构象间的结果相反时不适用。 ECD 含UV/Vis发色团的化合物 200~400 nm sub-μg 计算激发态性质，精度略低于OR。 不适用于不含发色团的化合物； 柔性化合物的计算量非常大。 VCD 不需要结构中含有UV/Vis发色团 900~2000 cm-1 10 mg 只需计算电子基态的性质，相对简单。 样品量大，采集时间长(1 h)，只能通过计算的方法确定绝对构型。 手性分子的旋光性 手性分子的旋光性主要变现为对左右偏振光的影响，主要有以下几个方面 1. 旋转角度改变——旋光值（OR）。 2. 摩尔吸收系数的差别（按照吸收光的波长范围的不同又可分为两种情况） 2.1 可见和紫外光的吸收（与分子内电子能级跃迁有关）——ECD。 2.2 红外光的吸收（与分子振动和转动有关）——VCD。 3. 散射截面的差别——拉曼光谱（ROA）。 旋光性的计算 光与分子的相互作用可引起分子从基态跃迁至激发态，而电子跃迁的一阶导数为电偶极矩( )跃迁过程，其二阶导数为磁偶极矩( )和电四极矩( )跃迁过程。 旋光性计算：以量子力学为基础，采用各种简化模型，将这三个物理量近似的依附与分子中的原子、化学键或整个分子上（而有所谓的原子模型，键模型和分子轨道模型），然后通过相应的公式计算旋光值，CD，VCD或ROA谱。 计算公式 OR ECD VCD 一般计算过程 构象有哪些信誉好的足球投注网站 （MM 和 QM方法） 各个构象的小基组优化和能量计算 结合能量和NOE实验的结果确定最可能的一系列构象 进一步采用大基组进行结构优化和能量计算 将以上得到的构象进行各种分子性质的计算 根据Boltzmann Weighting进行权重分析，并拟合得到最终的分子性质（如旋光值等） 将得到的计算结果与实验结果进行比较判断 输入文件中的分子坐标 获取方式： 晶体数据转化 通过标准键长、键角、二面角等数据直接录入 通过分子图形软件获取 分子坐标的形式： 笛卡尔坐标 内坐标 常见软件中分子坐标的形式 # HF/AM1 opt test H2O Gaussian 09 内坐标 0 1 O 0 -7.948093 0.314000 0.000000 H 0 -8.763889 -0.157000 0.000000 H 0 -7.132297 -0.157000 -0.000000 # opt am1 test H2O Gaussian 09 笛卡尔坐标 0 1 O H 1 0 H 1 0 2 120 HETATM 1 O 1 -7.948 0.314 0.000 O HETATM 2 H 1 -8.764 -0.157 0.000 H