Density Functional Theory Study of the Effects of Substituents on the Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Chemical Shifts of Asphaltene Model Compounds
Notice bibliographique
Résumé
Petroleum asphaltenes are a complex mixture of organic molecules containing mainly fused polyaromatic and naphthenic systems and pendant chains, polar moieties with heteroatoms (S, N, and O), and transition metals. A variety of spectroscopic techniques has been employed to characterize asphaltenes, but their structures remain largely elusive because of the complexity, variety of samples, and assignment limitations. Carbon-13 nuclear magnetic resonance ( 13 C NMR) spectroscopy has contributed extensively to asphaltene characterization. However, proper assignment of 13 C NMR spectra is very challenging because spectra of natural asphaltenes feature a large number of peaks in unusual environments, which may be hard to assign and interpret. We employ the dispersion-corrected ωB97X-D density functional with 6-31G(d,p) basis set to rationalize common trends in the 13 C NMR chemical shifts of asphaltene model compounds. The calculated 13 C NMR chemical shifts for a calibration series of 14 aromatic and heterocyclic reference compounds containing C atoms of types similar to those in the asphaltene model compounds are found to correlate linearly with the respective experimental values. The linear fitting yields a correlation coefficient of R 2 = 0.99 and absolute errors of less than 10 ppm. Moreover, we calculate and calibrate the 13 C chemical shifts of asphaltenes extracted from Brazilian vacuum residues to analyze and correlate the C atom types with those of the reference compounds. It is found that the presence of heteroatoms as well as environments with a high aromatic condensation index can significantly affect the chemical shifts. The effect of heteroatoms on the chemical shift, a situation that has scarcely been addressed in the literature, is evaluated here in detail. The results are intended to help interpret 13 C NMR spectra and allow for a more complete characterization of asphaltene molecules.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».