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Chiral Molecular Structure Determination for a Desired Compound Just from Its Molecular Formula and Vibrational Optical Activity Spectra
The Journal of Physical Chemistry A ( IF 2.7 ) Pub Date : 2021-09-03 , DOI: 10.1021/acs.jpca.1c06369 Jordan L Johnson 1 , Prasad L Polavarapu 1
The Journal of Physical Chemistry A ( IF 2.7 ) Pub Date : 2021-09-03 , DOI: 10.1021/acs.jpca.1c06369 Jordan L Johnson 1 , Prasad L Polavarapu 1
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A novel proof-of-concept model for chiral molecular structure determination using just the molecular formula and vibrational optical activity (VOA) spectra is presented. To verify this concept, the molecular formula of a desired compound is used to generate all possible chiral structural isomers and their VOA spectra are predicted. The similarity analyses of predicted VOA spectra were then carried out in two different ways: (a) similarity between VOA spectrum of one structural isomer with those of the rest, referred to as cross-correlations; (b) similarity between VOA spectra of all chiral structural isomers with the experimental VOA spectra of the desired compound. Three different molecular formulae, C4H8O, C3H5ClO, and C6H10O, and their chiral structural isomers (6, 9, and 75 respectively), were investigated. In each case, the correct chiral molecular structure of the desired compound was identified without ambiguity. Cross-correlation analysis revealed the uniqueness of VOA spectra in deducing the chiral molecular structure solely from its molecular formula. Different chiral structural isomers associated with the molecular formula CH3NO2 were also found to have no significant cross-correlations between their VOA spectra, opening a pathway to detect and identify the elusive chiral N-hydroxyoxaziridine from its VOA spectra.
中文翻译：
仅从分子式和振动旋光光谱确定所需化合物的手性分子结构
提出了一种新的概念验证模型，用于仅使用分子式和振动光学活性 (VOA) 光谱确定手性分子结构。为了验证这个概念，使用所需化合物的分子式来生成所有可能的手性结构异构体，并预测它们的 VOA 光谱。然后以两种不同的方式进行预测的 VOA 谱的相似性分析：(a) 一种结构异构体的 VOA 谱与其余结构的 VOA 谱之间的相似性，称为互相关；(b) 所有手性结构异构体的 VOA 光谱与所需化合物的实验 VOA 光谱之间的相似性。三种不同的分子式，C 4 H 8 O、C 3 H 5 ClO 和 C研究了 6 H 10 O 及其手性结构异构体（分别为 6、9 和 75）。在每种情况下，所需化合物的正确手性分子结构都得到了明确的鉴定。互相关分析揭示了 VOA 光谱在仅从其分子式中推断手性分子结构方面的独特性。还发现与分子式 CH 3 NO 2相关的不同手性结构异构体在它们的 VOA 光谱之间没有显着的互相关，从而开辟了一条从其 VOA 光谱中检测和鉴定难以捉摸的手性N-羟基氧氮杂环丙烷的途径。
更新日期：2021-09-16
中文翻译：
仅从分子式和振动旋光光谱确定所需化合物的手性分子结构
提出了一种新的概念验证模型，用于仅使用分子式和振动光学活性 (VOA) 光谱确定手性分子结构。为了验证这个概念，使用所需化合物的分子式来生成所有可能的手性结构异构体，并预测它们的 VOA 光谱。然后以两种不同的方式进行预测的 VOA 谱的相似性分析：(a) 一种结构异构体的 VOA 谱与其余结构的 VOA 谱之间的相似性，称为互相关；(b) 所有手性结构异构体的 VOA 光谱与所需化合物的实验 VOA 光谱之间的相似性。三种不同的分子式，C 4 H 8 O、C 3 H 5 ClO 和 C研究了 6 H 10 O 及其手性结构异构体（分别为 6、9 和 75）。在每种情况下，所需化合物的正确手性分子结构都得到了明确的鉴定。互相关分析揭示了 VOA 光谱在仅从其分子式中推断手性分子结构方面的独特性。还发现与分子式 CH 3 NO 2相关的不同手性结构异构体在它们的 VOA 光谱之间没有显着的互相关，从而开辟了一条从其 VOA 光谱中检测和鉴定难以捉摸的手性N-羟基氧氮杂环丙烷的途径。
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