Resolving alternative organic crystal structures using density functional theory and NMR chemical shifts.
Resolving alternative organic crystal structures using density functional theory and NMR chemical shifts.
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DOI：
10.1039/c9sc04964a
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发表时间：
2020-02-24
期刊：
影响因子：
8.4
通讯作者：
Hodgkinson P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Widdifield CM;Farrell JD;Cole JC;Howard JAK;Hodgkinson P
分析了沉积在剑桥结构数据库中的有机晶体结构的替代（“重复”）测定，以表征通过衍射方法获得的结构溶液之间差异的性质和大小。在考虑的3132对结构对中，超过20%的结构差异超过0.25 Å。在大多数情况下（约83%），使用密度泛函理论（DFT）的结构优化解决了差异。优化后，许多具有明显化学意义的结构差异的情况涉及不同位置的羟基，这对氢键的正确描述具有明显的意义。在DFT优化无法解决差异的情况下，固态核磁共振实验中的1H和13C化学位移被提出作为一种独立的方法。DFT优化通常解决冲突的晶体结构确定，在优化分散到不同结构的情况下，核磁共振位移有助于。
Alternative (‘repeat’) determinations of organic crystal structures deposited in the Cambridge Structural Database are analysed to characterise the nature and magnitude of the differences between structure solutions obtained by diffraction methods. Of the 3132 structure pairs considered, over 20% exhibited local structural differences exceeding 0.25 Å. In most cases (about 83%), structural optimisation using density functional theory (DFT) resolved the differences. Many of the cases where distinct and chemically significant structural differences remained after optimisation involved differently positioned hydroxyl groups, with obvious implications for the correct description of hydrogen bonding. 1H and 13C chemical shifts from solid-state NMR experiments are proposed as an independent methodology in cases where DFT optimisation fails to resolve discrepancies. DFT optimisation often resolves conflicting crystal structure determinations, with NMR shifts helping in cases where optimisation diverges to different structures.
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