A procedure for obtaining IR, Raman and NMR spectra of organic compounds by means of quantum mechanical calculations with the ORCA-5.0.3 software

• Published in: Educación Química
• Main Authors: Parra Figueredo, José Gregorio, González, José, Perozo, Elizabeth, Iza, Peter
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Spanish
• Published: Facultad de Química 2023
• Subjects: Métodos ab-inito; espectroscopia; química orgánica; software ORCA; Ab-initio methods; Spectroscopy; Organic chemistry; ORCA software; Orca
• Online Access: https://www.journals.unam.mx/index.php/req/article/view/82742

This manuscript describes a procedure for the estimation of IR, Raman, and NMR (1H and 13C) spectra of organic species using quantum-mechanical calculations to show undergraduate university students the implementation of simulation techniques in the elucidation of their molecular structures. Avogadro-1.2.0 (Hanwell et al., 2012) and Orca-5.0.3 (Neese, 2018) software were used for the elaboration of this procedure. This study shows that the harmonic vibrational frequencies and the signal intensities estimated for the Infrared spectra were acceptable and in correspondence with the experimental values. In contrast, the intensities of the Raman spectrum presented considerable deviations that can be attributed to the approach used for the estimation of the intensities of the spectrum and performing the quantum-mechanical calculations in the vacuum for the selected molecules. Instead, the signals from the 1H and 13C NMR spectra were obtained with a very good estimate based on the reported RMSE values. Este manuscrito describe un procedimiento para la estimación de los espectros IR, Raman y RMN de H1 y C13 de especies orgánicas mediante el uso de cálculos mecánico-cuánticos con la finalidad de mostrar a estudiantes universitarios la implementación de técnicas de simulación en la elucidación de sus estructuras moleculares. Los softwares Avogadro-1.2.0 (Hanwell et al., 2012) y Orca-5.0.3 (Neese, 2018) fueron utilizados para la elaboración de este procedimiento. Este estudio muestra que las frecuencias vibracionales armónicas y las intensidades de las señales estimadas para los espectros Infrarrojos fueron aceptables y en correspondencia con los valores experimentales. En cambio, las intensidades del espectro Raman presentaron desviaciones considerables que pueden atribuirse al enfoque utilizado para la estimación de las intensidades del espectro y la realización de los cálculos mecánico-cuánticos en el vacío para las moléculas seleccionadas. Finalmente, las señales de los espectros RMN de H1 y C13 fueron obtenidos con ...