Entwicklung, Evaluierung und Anwendung verbesserter DFT-Methoden zur Vorhersage von NMR-Parametern

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Kaupp
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501887637

In Anbetracht der großen Bedeutung der NMR-Spektroskopie in weiten Bereichen der Naturwissenschaften kommt der quantenchemischen Berechnung ihrer Parameter eine fundamentale Bedeutung zu. Kürzlich vorgeschlagene Ansätze zur ab initio Vorhersage kompletter NMR-Spektren leiden bislang unter zu ungenauen Berechnungen der chemischen Verschiebungen für komplexere Moleküle. Ein Hauptziel dieses Forschungsantrages ist es, verbesserte DFT-Methoden zu entwickeln, zu implementieren und zu diesem Zweck zu evaluieren. Dies gilt ebenfalls für Spin-Spin-Kopplungskonstanten. Insbesondere werden neu entwickelte Hyper-GGA-Funktionale sowie Stromdichtefunktional-Implementierungen von meta-GGA-Funktionalen auf ihr Potential zur verbesserten Vorhersage von NMR-Spektren von sowohl Hauptgruppen- als auch Übergangsmetallkernen in einer Vielzahl unterschiedlicher elektronischer Umgebungen, mit leichten und schweren Atomen, untersucht werden. Zusammen mit einer angemessenen Berücksichtigung von Konformer/Rotamer-Ensembles sowie von Umgebungseffekten werden die verbesserten Methoden für die Berechnung kompletter NMR-Spektren mit verbesserter Genauigkeit verwendet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien, Norwegen, Slowakei
• Kooperationspartner: Professor Dr. Michael Bühl; Dr. Stanislav Komorovsky; Professor Dr. Kenneth Ruud