Квантовохимические расчеты позволяют представить молекулу в виде распределений электронной плотности у отдельных атомов, образующих структуру молекулы. Конформационные расчеты дают возможность определить координаты атомов в трехмерном пространстве. Оба типа расчетов в совокупности позволяют определить большой набор энергетических и структурных показателей.
Расчеты методом квантовой и структурной химии позволяют получить параметры электронной структуры (энергии молекулярных орбит, энергия резонанса, электрический заряд атомов, порядок связи, индекс свободной валентности и др.), а также координаты атомов молекулы, различные физико-химические характеристики (оптические спектры поглощения и измерения, дипольные моменты, потенциалы ионизации и др.).
Существует обширная литература о методах подобных расчетов (см. например: Стрейтвизер, 1965; Дьюар, 1972; Дашевский, 1974а, б).
Электронные характеристики, получаемые с помощью метода молекулярных орбиталей (МО), представляемых как линейная комбинация атомных орбиталей (ЛКАО), и некоторые возможности их применения показаны на рисунке ниже (Пюльман, 1966).
Смотрите рисунок и описание к нему (ниже) — Электронные характеристики, получаемые с помощью метода молекулярных орбиталей (МО), и некоторые возможности их применения (Пюльман, 1966)
ЛКЛО — линейная комбинация атомных орбиталей.
Для иллюстрации на рисунке ниже представлен элеутерозид В (один из компонентов лекарственного препарата элеутерококка) в виде традиционной для химика структурной формулы с указанием полученных путем расчета показателей электронной структуры (распределение электронной плотности, заряд на атоме, индекс свободной валентности), его трехмерной структуры (в виде проекций на плоскость) и электронных спектров (расчетных и экспериментальных).
Электронная (а и б), пространственная (в и г) структуры
и электронный спектр элеутерозида В (компонент активного начала
лекарственного препарата адаптогенного типа действия — элеутерококка)
а — заряд и индекс свободной валентности; б — порядок связи; в, г — оптимальные проекции трехмерной структуры молекулы; д — электронный спектр; непрерывная кривая — электронно-колебательный спектр (эксперимент), вертикальные линии — электронные переходы (расчет); λ — длина волны, ε — молярная экстинкция; f — сила осциллятора; 1 — углерод, 2 — водород, 3 — кислород.
Все расчеты проведены П. Л. Шамовским и др. (1982 б, г). Некоторые возможности названных методов для анализа структуры молекул (включая случаи проверки соответствия расчетных и экспериментальных данных) продемонстрированы результатами работ И. Л. Шамовского и соавторов (1982 а, б, г.; 1983; Шамовский, 1984), выполненных под руководством Г. М. Баренбойма и А. А. Овчинникова.
«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков