Computational study of nuclear magnetic shielding constants

Abstract

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy is an indispensable structural tool in the modern analytical arsenal of chemists and structural biologists. The present thesis is a computational study of the NMR shift constants in a number of chemical systems of interest, using both static and dynamic approaches via Density Functional Theory, to predict, confirm the presence of transient species, and/or explain ambiguous signals in the NMR spectra. Special attention was put on cases where there are strong interactions between the solvent and the molecule studied. In addition, this thesis addresses other methodological issues that influence the quality of the calculated NMR chemical shifts such as the level of theory, the explicit inclusion of solvent molecules, the choice of the reference molecule, as well as the relativistic effects for heavy element compounds

L’espectroscòpia de Ressonància Magnètica Nuclear (RMN) és una eina indispensable en el modern arsenal de químics analítics i biòlegs estructurals.La present tesi és un estudi computacional dels desplaçaments químics de RMN en un nombre de compostos químics d’interès, usant aproximacions estàtiques i dinàmiques mitjançant la teoria del funcional de la densitat, la qual ajudarà a predir, a confirmar i/o a complementar dades obtingudes experimentalment. S’ha donat especial atenció en casos on existeixen fortes interaccions substrat-solvent. Addicionalment, aquesta tesi aborda altres problemes metodològics que afecten la qualitat dels desplaçaments químics teòrics com el nivell de teoria, la inclusió explícita de molècules de solvent, l’elecció de la molècula de referència, així com els efectes relativistes en compostos que contenen àtoms pesats