Wykorzystanie dynamiki kwantowej dla układów periodycznych do uwzględnienia wpływu temperatury na parametry NMR

Fizyka Medyczna Farmacja Fizyczna 2018

Kinga Pasionek1, Ł. Szeleszczuk2, D.M. Pisklak2

1WUM, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej,  Koło Naukowe ,,Free Radicals” przy Zakładzie Chemii Fizycznej, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, e-mail:pasionek.kinga@gmail.com,2WUM, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Zakład Chemii Fizycznej, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa

W standardowo wykonywanych obliczeniach parametrów NMR z wykorzystaniem metod chemii kwantowej nie uwzględnia się wpływu temperatury. Wynika to z dużych trudności jakie niesie ze sobą implementacja tego parametru do obliczeń DFT. Pomimo tego, dokładność obliczeń jest zazwyczaj satysfakcjonująca ze względu na stosunkowo niewielką zależność parametrów NMR od temperatury dla dużej grupy związków chemicznych.

Istnieją jednak związki (zarówno organiczne jak i nieorganiczne) dla których wpływ temperatury na parametry NMR jest znaczny. Jednym z takich związków jest azotan (V) ołowiu(II), dla którego zarówno wartość izotropowa i anizotropowa sygnału w widmie 207Pb NMR zależy w dużym stopniu od temperatury [1]. Zależność tę wykorzystuje się w praktyce stosując azotan(V) ołowiu(II) jako swoisty termometr w eksperymentach MAS NMR.

W pracy wykorzystano dynamikę kwantową dla układów periodycznych z jednoczesnym obliczaniem parametrów NMR w celu sprawdzenia czy metodami teoretycznymi uda się przewidzieć wpływ temperatury na wartość izotropową i anizotropię sygnału w widmie 207Pb NMR [2]. Jest to podejście do tej pory nieopisane w literaturze 
i chociaż obliczeniowo kosztowne, dające bardzo dobre rezultaty w przypadku obliczeń dla związków o silnej zależności parametrów NMR od temperatury.

Celem pracy jest implementacja nowego sposobu obliczeń parametrów NMR z wykorzystaniem dynamiki kwantowej co, jak się wydaje, powinno znacząco zwiększyć dokładność obliczeń. 

1. Temperature Dependence of 207Pb MAS Spectra of Solid Lead Nitrate. An Accurate, Sensitive Thermometer for Variable-Temperature MAS; Bielecki A., Burum D.P., Journal of Magnetic Resonance, Series A, 1995 116(2), 215–220.

2.A molecular dynamics study of the effects of fast molecular motions on solid-state NMR parameters; Dracinsky M., Hodgkinson P., CrystEngComm, 2013 15(43), 8705-8712.

Kinga Pasionek

Practical Info

Date
24-05-2018 11:00
Duration
15 minutes
Location