Theory and application of optical spectroscopic methods for structural molecular studies

Abstract

Název práce: Teorie a aplikace optických spektroskopických metod pro strukturní studie molekul Autor: RNDr. Jana Hudecová Katedra / Ústav: Ústav organické chemie biochemie AVČR, v.v.i. Vedoucí doktorské práce: Prof. RNDr. Petr Bouř, DSc. Abstrakt: V dizertační práci byly použity metody chiroptické spektroskopie (Ramanova optická aktivita, elektronový a vibrační cirkulární dichroismus a cirkulárně polarizovaná luminiscence) k získání informací o struktuře chirálních molekul. Ve čtyřech hlavních projektech jsme se zaměřili na vylepšování přesnosti kvantově-chemických výpočtů potřebných pro interpretaci změřených spekter, zahrnutím anharmonických korekcí, rozpouštědla, flexibility molekul a dynamických efektů. V prvním projektu jsme se věnovali metodě optimalizace geometrie v normálních módech a nalezli optimální frekvenční limit zajišťující realistické rozšíření vibračních pásů. Dále jsme zkoumali schopnost harmonických a anharmonických výpočetních přístupů popsat C-H valenční vibrace pro tři molekuly terpenů a čtyři spektroskopické metody. Třetí projekt byl zaměřen na roli disperzních sil u různých organických rozpouštědel pro konformační rovnováhu a dynamiku cyklických dipeptidů obsahujících tryptofan. V posledním projektu pomohla volná energie získaná z molekulárně-dynamických simulací vysvětlit spektrální...

Title: Theory and application of optical spectroscopic methods for structural molecular studies Author: RNDr. Jana Hudecová Department / Institute: Institute of Organic Chemistry and Biochemistry Supervisor of the doctoral thesis: Prof. RNDr. Petr Bouř, DSc. Abstract: In the thesis, methods of the chiroptical spectroscopy (Raman optical activity, electronic and vibrational circular dichroism, circularly polarized luminescence) were utilized to obtain information on structure of chiral molecules. In four main projects, we focused on improving accuracy of quantum-chemical computations used for interpretation of experimental spectra by including anharmonic effects, solvent, molecular flexibility and dynamics. In the first project, the normal mode geometry optimization method was investigated and a suitable frequency limit providing realistic vibrational band broadening was found. Then the ability of harmonic and anharmonic computational approaches to describe the C-H stretching vibrations was explored for three terpene molecules and four spectroscopic methods. In the third project, we estimated the role of dispersion forces and different organic solvents for conformer equilibria and dynamics of cyclic dipeptides containing tryptophan. In the last project, circularly polarized luminiscence spectra, which were...