1. 前言
比旋光度或旋光色散（Optical Rotatory Dispersion，ORD）计算可用于辅助确证化合物的绝对构型。本教程以一个文献例子，介绍如何使用殷赋云平台的大方案与小工具计算ORD。
2. 流程图
graph LR A(准备结构) --> B(构象搜索) B(构象搜索) --> C(量化计算) C(量化计算) --> D(分析作图)
3. 知识点
- 理论上，对映异构体的ORD是正负相反的。因此，实际计算中，计算一半构型即可。
- ORD计算仅适用于对映异构体的区分，对于差向异构体（相对构型），应配合NMR计算加以区分。
- 限于当前的理论水平，ORD计算的偏差普遍较大，一般只要符号一致即可。
- 柔性分子在溶液中会有多个构象共存，实验测得的数据是它们按照玻尔兹曼分布的加权平均的结果。因此，构象搜索是十分必要的。
4. 结构信息
实验图谱：某个未知构型的比旋光度数据（在公众号首页回复“ORD数据”获取）。
化合物结构：文献中的化合物3，有3个手性中心，已确定相对构型，故只有2个未定构型，为对映异构体。以下命名为3a。
5. 平台操作步骤
5.1 准备结构
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打开殷赋云平台（https://cloud.yinfotek.com/）【准备化合物结构】小工具；
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绘制化学结构或上传分子文件，填写分子名称，点击【添加】；
注意：所有手性中心的构型都必须用楔形键明确标出（糖环上的取代基可用直立键、平伏键标志）。
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不要勾选质子化/去质子化，点击【准备】，下载文件。
一般来说，实验测定ORD图谱时，所用溶剂为有机溶剂，化合物呈中性分子状态，很少呈离子状态，因此不要勾选质子化/去质子化；当然，特殊情况除外。
建议将文件名改为有意义的名称。比如，1r.mol2，表示化合物1的R构型；当构型数目较多时（如本例），建议改用a、b、c、d……来标记。
5.2 构象搜索
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打开殷赋云平台【小分子构象搜索】大方案，创建任务，进入提交任务页面；
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上传结构文件，选择随机搜索算法；
关于各种搜索算法的适用范围，详见《小分子构象搜索》的预备知识部分。
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将RMSD阈值设为0.2，其他设置采用默认值，点击【提交】任务。
由于可旋转键数目太少，环构象差异较小，因此，降低RMSD阈值有利于产生更多细致的构象。
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待任务完成，点击【查看】，进入分析页面；
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查看构象能量与比例，勾选全部构象，点击selected下载文件；
本例所得构象太少，宜下载全部构象，可不按比例选择，因为过滤构象容易漏掉优势构象，仅当构象太多才需要过滤。在实际研究中，若所得构象很多，可选择比例>1%（甚至>5%、>10%）的构象；视分子大小、个人预算而定，一般在此阶段选择<30个足矣。
5.3 量化计算
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打开殷赋云平台【量化计算（Gaussian 09）】大方案，创建任务，进入提交任务页面；
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上传分子结构，设置净电荷，其他保持默认；
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使用PM6水平优化结构，按下图设置计算步骤，点击【提交】；
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待任务完成，点击【查看】，进入分析页面；
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查看构象能量与比例，勾选所需构象，选择mol2格式，点击selected下载文件。
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再次优化结构。新建量化计算任务，上传构象文件，按下图设置，提交任务；
一般来说，几何优化（Optimization）可不必设置溶剂。
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查看计算结果，下载mol2文件；
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计算ORD。新建量化计算任务，上传构象文件，按下图设置，提交任务；
文献给出的入射波长有4个：589、546、435和405 nm，在高级设置中添加。
溶剂效应对光谱计算有着非常大的影响，故一般都需要设置溶剂。文献给出乙醇和氯仿两组数据，本教程以乙醇为例。
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查看计算结果，下载log文件。
5.4 分析作图
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打开殷赋云平台【提取比旋光度】小工具，上传量化计算文件，点击【提取】；
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查看结果，下载文件ord.xlsx。
当存在多个构象时，平均页面展示的是入射光波长与对应的平均比旋光度。
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对比实验值，判断构型。
将比旋光度实验值和计算值整理成表格或者折线图，通过对比即可知道构型是否符合。
对映异构体的计算值与本体计算值互为负数。
6. 结语
本教程讲述了ORD计算的标准流程，结合计算与实验数据最终确认正确构型。需要注意的是，与ECD计算类似，ORD计算值受到很多因素的影响，构象和溶剂效应的影响尤甚，计算时千万不能忽视。由于ORD计算值与实验值的偏差可以很大，一般认为，只要符号一致即可认为构型符合，但原则上只适用于对映异构体的区分。若存在差向异构体，建议考虑NMR计算。
