振动圆二色谱VCD的计算

前言

在光谱方法中，最有名和应用最广泛的手性分子光学性质为旋光(OR)和圆二色谱(circular dichroism，CD)。组成平面偏振光的左旋和右旋圆偏光在通过手性介质时吸收系数不同(ε_R≠ε_L)，吸收系数之差∆ε随波长变化即可获得圆二色谱(CD)。对映异构体的CD谱图呈现正负相反。传统的圆二色谱是指波长在200～400 nm之间的吸收谱，20世纪70年代，由于“八区律”、“激子手性法”等方法的发现和发展，圆二色谱得到了广泛应用。

然而传统的圆二色谱要求手性分子必须有紫外吸收，这一点成为限制其应用的重大问题。由此人们提出：如何在红外光区频率下测定圆二色谱? 20世纪70年代，Holzwart，Nafie和Stephens等先后成功测定了红外光区频率下的圆二色谱，即振动圆二色谱(vibrational circular dichroism, VCD)。此后，随着傅立叶变换红外光谱等新技术的发展，VCD的测量范围逐渐扩大为4000～750 cm−1 ，测量精度不断提高，信噪比不断提高。

本文以α-pinene为例，使用AMS2020.101完成计算，并与实验结果对比，参考文献：Theor Chem Account (2008) 119:245–263。<WRAP center round

计算参数设置

建模的操作，参考：AMS软件建模教程。结构优化参考：如何优化分子的几何结构、更高效的大分子进行结构优化、如何进行限制性结构优化，以及ADF知识库中其他操作教程。

这里演示VCD的计算过程的参数设置。分子结构采用结构优化之后得到的分子结构:

   1.C        54.764673   57.322956   25.984045
   2.C        53.668108   56.865174   25.041308
   3.C        53.796788   55.637083   24.515136
   4.C        54.965054   54.770402   24.913458
   5.C        55.894740   55.529671   25.871829
   6.C        56.121535   56.960531   25.308516
   7.C        52.533566   57.795324   24.753473
   8.H        53.055716   55.237380   23.815217
   9.H        52.901917   58.744326   24.325141
  10.H        56.775329   54.926524   26.152567
  11.H        51.813056   57.352166   24.050231
  12.H        54.608971   58.347473   26.360727
  13.H        51.998191   58.056335   25.683460
  14.H        56.157307   57.067148   24.213648
  15.H        56.983052   57.466743   25.763095
  16.H        55.532770   54.455861   24.016357
  17.H        54.603662   53.835214   25.384844
  18.C        55.077188   56.192073   27.039623
  19.C        53.920000   55.420396   27.660059
  20.C        55.992432   56.694009   28.159673
  21.H        53.192240   55.076502   26.912402
  22.H        53.385261   56.056016   28.386572
  23.H        54.300457   54.541775   28.208354
  24.H        56.368266   55.842166   28.751692
  25.H        55.432238   57.354043   28.843401
  26.H        56.862510   57.254194   27.790213

参数设置如下：