Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen
Authors
Date
2019Copyright
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Orgaanisten yhdisteiden rakenteen määritykseen on olemassa useita eri tekniikoita, joista ydinmagneettinen resonanssispektroskopia (NMR, nuclear magnetic resonance spectroscopy) on yksi tärkeimmistä. Pienten ja yksinkertaisten molekyylien tapauksessa NMR-spektrin tulkinta on useimmiten suoraviivaista ja nopeaa. Molekyylien monimutkaistuessa ja atomien määrän kasvaessa kymmeniin, satoihin ellei jopa tuhansiin, kemiallisten siirtymien assignointi vaikeutuu huomattavasti tai muuttuu mahdottomaksi. Ratkaisuksi tähän on kehitetty erilaisia tapoja laskea kemiallisia siirtymiä (ja spin-spin-kytkeytymisiä), joiden avulla voidaan verrata kokeellista ja laskettua spektriä. Halu varmistua rakenteen oikeasta määrityksestä onkin useimmiten syy, jonka takia NMR-laskuja suoritetaan. Kirjallisuudesta löytyy useita esimerkkejä, joissa luonnossa esiintyvän yhdisteen rakenne on mittausten perusteella määritetty väärin. Useimmiten ongelma on rakenteen stereokemiassa, jolloin ero määritetyn ja oikean rakenteen välisissä NMR-spektreissä on pieni. Moni tällainen virheellinen tulkinta on korjattu laskennallisen kemian avulla.
Tässä Pro gradu -tutkielmassa käsitellään ydinmagneettisen resonanssin teoriaa ja menetelmiä, joilla voidaan ennustaa kemiallisia siirtymiä molekyylin rakenteen perusteella. Tutkielman tarkoituksena on erityisesti pienentää kuilua kokeellisen ja laskennallisen kemian välillä. Tutkielmassa keskitytään kvanttimekaanisiin menetelmiin, jotka ovat pääosin niin sanottuja ab initio -menetelmiä eli täysin teorialähtöisiä. Tällaiset menetelmät ovat kuitenkin usein laskennallisesti hyvin raskaita, jolloin menetelmää valittaessa täytyy tehdä kompromissi käytettävän ajan ja halutun tarkkuuden välillä. Lisäksi työssä käydään läpi eri tekijöitä, jotka on otettava huomioon, että laskettu ja kokeellinen spektri vastaisivat toisiaan mahdollisimman hyvin tai arvioitaessa laskennallisen tuloksen luotettavuutta.
...
Keywords
Metadata
Show full item recordCollections
- Pro gradu -tutkielmat [29104]
Related items
Showing items with similar title or keywords.
-
Sequential assignment of the intrinsically disordered protein bacterial interleukin receptor 1 with nuclear magnetic resonance spectroscopy
Salovaara, Santeri (2018)Significance of intrinsic disorder in biological systems, nuclear magnetism and different methods for its use in protein structure determination have been reviewed. These methods include the use of different detection ... -
Asymptotic and numerical studies of electron scattering in 2D quantum waveguides of variable cross-section
Kabardov, Muaed (University of Jyväskylä, 2012) -
Dispersion from Cα or NH : 4D experiments for backbone resonance assignment of intrinsically disordered proteins
Tossavainen, Helena; Salovaara, Santeri; Hellman, Maarit; Ihalin, Riikka; Permi, Perttu (Springer, 2020)Resonance assignment of intrinsically disordered proteins is remarkably challenging due to scant chemical shift dispersion arising from conformational heterogeneity. The challenge is even greater if repeating segments are ... -
Atomien kemiallisen luonteen kuvaaminen tietokonesimulaation avulla
Pakkanen, Jere (2018)Tämän kirjallisuuskatsauksen tarkoituksena on selvittää kuinka voidaan simuloida atomien toimintaa tietokoneella. Tutkielmassa tarkastellaan nykyiseen tietämykseen pohjautuen, kuinka atomeista voidaan tehdä tietokoneella ... -
Protonielektronisiirtoreaktioiden tarkastelu semiklassisella mallilla
Hirvelä, Rene (2021)Tässä tutkielmassa tutustutaan protonielektronisiirtoreaktioihin ja niiden mallintamiseen niin sanotulla semiklassisella mallilla. Mallissa olennaista on protonin ja elektronin kyt keytynyt siirtyminen ja protonin ...