计算机辅助结构说明(CASE)的黄金时代

计算机辅助结构说明(CASE)的方法是使用软件来生成所有可能的分子结构一致的一组特定的光谱数据。情况下工作主要与核磁共振(核磁共振)光谱数据导致日益复杂结构的说明。电脑,从实验数据识别结构的过程更快,公正,可以在短时间内产生数以百万计的潜在结构。

的历史情况

第一个在1968年出版、案例描述了如何使用电脑与红外光谱的数据阐明未知的结构。随着时间的推移,科学家们意识到红外数据是非常有限的,所以他们转向NMR。在其早期,NMR是基于一维光谱,含有明显比红外光谱结构信息。然而,由于缺乏相关数据,仍有歧义,原子是如何连接的。

下一个里程碑是在1990年代当2 d NMR成为经常提供给研究人员。2 d NMR是一个伟大的方式来获得更多的结构信息使用同样的仪器,所需的一维傅里叶变换(FT)核磁共振。提供了一种方式找到如何原子相连,打开大门现代情况下算法的发展和演化。

情况下算法不断改进能够处理可能出现的任何情况下,如非标准或失踪相关性、对称和实验模棱两可。最近,协同进步的理论预测的化学变化成为今天帮助情况。

有帮助的情况下

情况现在是一个行之有效的方法来解决一个未知的结构。存在的先进算法,例允许科学家选择生成的结构是正确的。一些人认为,当结构生成,问题已经解决了。然而,这是一个误解。软件通常会给你一些几十或几百个可能的结构,但是如果数据不足够约束,结果可能是几百万结构。问题没有完全解决,直到一个科学家有一个可靠的方法确定最可能的结构——这就是额外的验证工具和计算纳入情况。

情况下可以帮助找到答案人类无法解决的问题。结构时发现并确认使用情况的软件,科学家的结果进一步验证。例如,案例帮助自然产物研究人员确定的复杂结构隔离的数以百万计的可能的候选人。情况下也有助于合成化学家们当他们完成反应,无法得到他们期望的结果。例可以帮助确定未知的结构用最少的实验数据来帮助化学家在烧瓶找出到底发生了什么。

主动和被动

虽然我们准确预测核磁共振光谱的方法,区分结构产生的候选人的前1%情况下,强大的计算如密度泛函理论(DFT)有时是必要的。然而,情况没有情况相比,这节省了不必要的计算的几周甚至几个月不太可能结构,提供最优结果快得多。情况下,将永远是一个工具,可以用于结构修改和验证,这意味着科学家可以回去看看他们阐明结构使用情况并确认其准确性。

情况下也可以使用与其他实验方法相结合的结构说明,一个例子是x射线晶体学和原子力显微镜(AFM)。AFM允许科学家们建立一个分子的照片使用原子力显微镜,基于结构顶部的候选人的情况下,确定哪些分子是正确的。这是使用AFM的不容易,因为它并不总是给一个伟大的照片一个给定的分子。

未来的情况

情况下的未来是光明的,它可能会成为一个大新兴科学家的工作的一部分。应该在学校和大学教学生如何阐明与NMR结构。尽管手册pen-on-paper背后的理论说明很重要,科学家们用例能够迅速和显著进步科学。电脑是非常可靠的快速解决复杂的挑战,所以他们是现代实验室的一个重要组成部分。

我的视力情况:所有科学家都将使用它。就像人们使用电脑日常活动,应该用于所有结构说明。