Vodíkové vazby a nukleární kvantová delokalizace studované pomocí NMR spektroskopie a teoretických výpočtů
Cíle projektu
Cílem projektu je získat nové informace o vodíkových vazbách a nukleární kvantové delokalizaci vodíkových atomů. Budou prozkoumány dopady těchto jevů na určování struktury biomolekul v roztoku a pevných látek. Navrhovaná metodologie zahrnuje NMR spektroskopii v roztoku i v pevné fázi. Na sérii nově připravených modelových sloučenin bude studován vliv substituentů, teploty a izotopové substituce na geometrii a stabilitu vodíkových vazeb. Vodíkové vazby budou monitorovány pomocí NMR experimentů včetně měření interakčních konstant přes vodíkovou vazbu. Simulace pomocí path integral molekulové dynamiky budou použity pro vysvětlení vlivu jaderné delokalizace. Vypočtené distribuce pravděpodobnosti jaderných pozic budou využity pro přesné predikce NMR parametrů. Porovnání vypočtených a experimentálních dat umožní validaci teoretického popisu dynamického chování vodíkových atomů a jeho důsledky pro organickou chemii a biochemii.
Klíčová slova
NMR spectroscopyvibrational averagingmolecular dynamicsorganic synthesisspin-spin couplingweak interactionshydrogen bondingnuclear quantum effects
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
Standardní projekty 19 (SGA0201500001)
Hlavní účastníci
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
15-11223S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Hydrogen bonds and nuclear quantum delocalisation studied by NMR spectroscopy and theoretical calculations
Anotace anglicky
The aim of the project is to obtain unique information about hydrogen bonds and nuclear quantum delocalisation, particularly of hydrogen atoms, with the emphasis on potential applications in the structure determination of biomolecules in solution and of solid materials. Specific procedures are proposed including NMR spectroscopy both in solution and in solid states. On a set of synthetized model compounds, we will study the effects of substituents, temperature and isotope substitution on the geometry and stability of hydrogen bonds. The bonds will be monitored by NMR experiments including measurements of through-hydrogen-bond J-coupling. For a deeper understanding, we will employ path integral molecular dynamics simulations comprising the nuclear quantum effects. The calculated probability distribution of nuclear positions will be used for precise modelling of NMR parameters. The comparison of the calculated and experimental data will then make it possible to validate the theoretical description of the hydrogen behaviour and its implications for organic chemistry and biochemistry.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
CEP - hlavní obor
CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie
CEP - vedlejší obor
—
CEP - další vedlejší obor
—
OECD FORD - odpovídající obory
(dle převodníku)10403 - Physical chemistry
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
Během projektu byly vyvinuty a aplikovány experimentální a teoretické metody (zahrnující kvantové efekty jader) studia vodíkových vazeb. Tyto metody jistě najdou uplatnění i v dalších pracovních skupinách v oboru. Výsledky byly publikovány ve špičkových časopisech v oblasti chemie a chemické fyziky.
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2015
Ukončení řešení
31. 12. 2017
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
5. 4. 2017
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP18-GA0-GA-U/02:1
Datum dodání záznamu
4. 5. 2018
Finance
Celkové uznané náklady
4 441 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
4 441 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
4 441 tis. Kč
Statní podpora
4 441 tis. Kč
100%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
CEP
CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie
Doba řešení
01. 01. 2015 - 31. 12. 2017