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Enregistrement W4409369019 · doi:10.1021/acs.jpca.5c00025

NMR Crystallography Structure Determinations with <sup>1</sup>H Chemical Shifts. GIPAW DFT Calculation Quality Can Be Substantially Degraded, but Nearly Identical Outputs Relative to Benchmark Computations Are Obtained: Why and So What?

2025· article· en· W4409369019 sur OpenAlexafffund
Cory M. Widdifield, Navjot Kaur

Notice bibliographique

RevueThe Journal of Physical Chemistry A · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineChemistry
ThématiqueMolecular spectroscopy and chirality
Établissements canadiensUniversity of Regina
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaAlliance de recherche numérique du CanadaFaculty of Graduate Studies and Research, University of ReginaUniversity of Regina
Mots-clésComputationBenchmark (surveying)Quality (philosophy)ChemistryCrystallographyChemical shiftComputational chemistryMathematicsPhysicsPhysical chemistryAlgorithmGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Nuclear magnetic resonance (NMR) crystallography may be used in various solid-state structural characterization tasks. For organic compounds in this context, proton isotropic chemical shifts [δ iso ( 1 H)] are routinely used. It is typical to pair experimentally measured proton δ iso values with δ iso values that were computationally generated from crystal structure models. This can yield a δ iso ( 1 H) root-mean-squared deviation (RMSD) value for each crystal structure model. In this study, we monitor the way in which gauge including projector augmented wave (GIPAW) density functional theory (DFT) computations of 1 H δ iso values can be influenced by the quality of the computational input parameters. We consider 126 computationally generated (using crystal structure prediction, CSP) crystal structures for three molecules: cocaine (30 structures), flutamide (21 structures), and ampicillin (75 structures). The quality parameters selected are the plane wave energy cutoff ( E cut ), and the k -point grid used to sample reciprocal (i.e., momentum) space. We also probe the utility of performing one-parameter and two-parameter linear mappings for transforming computed hydrogen isotropic magnetic shielding values (σ iso ) into computed δ iso ( 1 H) values. We find that both E cut and the k -point grid can be degraded substantially (e.g., E cut ∼ 25 Ry) and yet still produce very similar computed δ iso ( 1 H) values. We consider the mechanisms under GIPAW DFT that contribute to computed hydrogen σ iso values to help understand this robustness: many contributions are zero or cancel out when converting σ iso values to δ iso ( 1 H) values via the linear mapping. The robust nature of computed δ iso ( 1 H) values leads to consistent estimates of δ iso ( 1 H) RMSD values. It is then demonstrated using cocaine and flutamide that when δ iso ( 1 H) RMSD values are used in NMR crystallography tasks such as structure selection/determination, the quality of the GIPAW DFT computation can be severely degraded and still produce identical outcomes to those that used a more computationally intensive protocol. Ampicillin is selected as a practical example to probe how our findings might reasonably be applied in the structure determination of a complex organic molecule. We propose that relatively modest quality GIPAW DFT computations (i.e., E cut = 35 Ry and a 1 × 1 × 1 k -point grid) may be used to first filter out obviously poor structure candidates. Subsequently, slightly higher quality GIPAW DFT computations can be used for structure selection/determination. Our findings indicate that it should be possible to, on average, reduce the computational resources required in such NMR crystallography tasks by approximately a factor of 3–4 in terms of CPU time.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,008
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,014
Score d'incertitude au seuil0,048

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,008
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0140,004

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.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,272
Écart entre enseignants0,263 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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