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?
Notice bibliographique
Résumé
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.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».