概要
在计算质谱学中,人们经常需要解决将质谱信号与可行且化学上合理的结构相关联的问题。尽管这些问题在有机化学领域中通常能够得到解决,有时甚至使用简单的启发式方法,但对所有无机和纳米分子体系来说仍然是一个挑战,例如配位化合物会表现出多种键合连接方式。
在最近发表在《化学科学》上的一项工作中,剑桥大学Kondinski 等人解决了由钒、砷和氧原子制成的新的、复杂、多核无机物的质谱信号相关性问题。从组成上来说,无机分子属于球形杂多钒酸盐 (heteroPOV) 家族,这是一组众所周知的催化活性和磁响应材料。
确认质谱仪检测到的结构,最初似乎是一个无法克服的问题,正如作者在论文中仔细列举的那样,有超过 40,000 种构造可以在形式上构建出球形heteroPOV。作者决定采取不同的路线并应用系统思维,整合了关于已知结构的经验证据,并将分子内应变作为替代构型的一个因素,从而能够较快地在整个化学空间中搜寻,并迅速定位到一些可能的结构。使用 AMS软件中ADF模块优化、整理并分配,与实验观测相关联的分子结构。
总体的研究揭示了一种前所未有的结构变化:当球形heteroPOV逐渐被砷过度地取代时,整体结构将跃变为环状。
参考文献
Kondinski, M. Rasmussen, S. Mangelsen, N. Pienack, V. Simjanoski, C. Nather, D. L. Stares, C. A. Schalley, W. Bensch, Composition-driven archetype dynamics in polyoxovanadates, Chem. Sci. 13, 6397-6412 (2022)