Российские химики представили новый базисный набор функций, описывающих атомные орбитали ядер фосфора, с использованием которых можно проводить расчеты спектральных характеристик в методе ядерного магнитного резонанса.
Этот метод широко применяется для контроля качества и исследования новых фосфорорганических соединений, которые являются составными частями пестицидов, лекарств, катализаторов и других важных веществ.
Фосфорорганические соединения, содержащие по крайней мере один атом фосфора в дополнение к углероду, находят применение во многих отраслях промышленности. Они используются для производства лекарств, пестицидов, стабилизаторов и пластификаторов полимеров, катализаторов и многого другого.
При поиске новых фосфорорганических соединений и контроле качества существующих препаратов необходимо анализировать их структуру, от которой напрямую зависят их свойства. Для этой цели обычно применяется метод ЯМР на ядрах фосфора 31P. Он позволяет получать спектры, на основе которых специалисты определяют наличие определенных атомов и группировок.
Для интерпретации этих спектров ЯМР необходимо рассчитывать химический сдвиг, то есть изменение сигнала исследуемого вещества по сравнению с эталоном, который обычно является фосфорной кислотой. Для расчета этого параметра используется базисный набор математических функций, описывающих молекулярные и атомные орбитали.
Химики из Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН разработали новый базисный набор функций для ЯМР на ядрах фосфора, отличающийся от уже существующих расширенным числом функций, описывающих d-орбитали атомов фосфора.
По мнению исследователей, это позволит более точно и эффективно рассчитывать химические сдвиги. При этом ученым удалось сократить общее число функций в базисном наборе, что также упростит и сократит квантовохимические вычисления.
Для оценки своего метода расчетов химики использовали ЯМР для 20 фосфорорганических соединений. Результаты были сравнены с значениями, полученными при использовании других базисных наборов. Оказалось, что новый метод расчетов действительно позволил сделать ЯМР на ядрах фосфора более точным, снизив погрешность на 20%.
В дальнейшем новый базисный набор будет использоваться для квантовохимических расчетов при использовании ЯМР на ядрах фосфора. Этот метод применяется для идентификации новых соединений, контроля качества продукции и в других областях, и может быть интересен специалистам в различных сферах — от органического синтеза до фармацевтической промышленности.