結構解析可以說是整個有機化學的核心技術。說白了，我們總得知道自己做的是個什麼東西吧？做得什麼都說不清楚，還談什麼性質、吹什麼方法？說起解析結構，恐怕最有發言權的要說那些天然產物研究人員。與合成產物的結構鑑定不同，天然產物的結構鑑定幾乎全部是未知的結構信息，加之天然產物多有手性中心，這就練就了該領域研究人員的一雙慧眼。受到目前物理技術的制約，並不是所有化合物都能利用X-射線單晶衍射技術確定手性中心的立體構型。近些年，計算機硬件和計算化學迅速發展，在化學及其相關學科都能看到計算化學的影子。算能量，算構象，算反應，算波譜數據，算相互作用，甚至連生命起源都能算（劇毒氰化物，或是生命起源？），大有“萬物皆可算”的感覺。利用計算化學確定手性中心立體構型更是不在話下，早已被全世界的學界認可。可是，凡事總有瑕疵，算來算去也難免算錯。咱們今天就看一篇有趣的文章，來自
夏威夷大學馬諾阿分校Philip G. Williams等人，發表在Organic Letters上，主要工作是鑑定一些新發現的天然產物。本君在這裡就不給大家詳細講述該文章是如果解析核磁（NMR）圖譜確定化合物結構骨架的，感興趣的同行請直接閱讀原文。老規矩，咱們直接上乾貨。這篇文章從藍細菌Leptolyngbya sp.中鑑定出這樣幾個結構新穎的化合物。
對於化合物1的手性中心構型鑑定，作者也利用計算化學對其8個異構體進行了碳譜化學位移的計算，通過計算值與實測值的比較確定化合物的立體構型。
這一切看上去都是那麼的正常，可是意外總是不期而遇。當他們團隊成員重複計算結果時發現，同樣的結構輸入文件，同樣的軟件，在不同的操作系統上（Windows、Linux、Mac）計算出的結果居然不一樣！！！大白話說，就好比是一個牌子的計算器，在我家算1+1=2，在你家算1+1=3.1，在他家算1+1=1.8。這著實讓人難以接受啊 ……
於是，一組問號三連擊出現了。為什麼會這樣？我該怎麼辦？到底相信誰？作者在經歷了這樣的靈魂拷問之後，給出了他們的答案。他們使用的是Willoughby等人2014年在Nature Protocols 上公開的Python腳本程序 [1]。在分析這個程序運行過程後作者發現這樣的規律：對同一個輸入文件進行計算時，在Windows平臺這個程序會輸出兩組文件，一組命名為*opt_freq-*-ID.out存儲了能量與頻率，另一組命名為*nmr-*-ID.out存儲了化學位移，程序會按照文件名自動匹配。在Linux平臺運行程序時，雖然也生成了這兩組文件，但是Linux系統中的文件排序取決於使用者設置的環境變量。因此，計算程序會出現將能量頻率文件與化學位移文件匹配錯誤的情況。這就造成了同一個軟件在不同操作系統上運行相同的輸入文件卻得到了不完全一樣的結果。
文章讀到這，本君已經很佩服作者的能力了，這種瑕疵（程序員們一般稱之為“bug”）都能找到。更絕的是，作者找到問題後直接加了幾行代碼把程序改了 [2]，改完之後放到各個操作系統上一運行。嗯……結果終於一樣了。字裡行間都能感受到那種處女座“強迫症患者”的釋然。
文章最後，作者“輕描淡寫”地提道，這幾年用這個程序解析的結構可不少啊（該文至今被引用超過160次），這些作者應該做一做不同系統的計算檢驗。
圖片來源：Nature Protocols [1]
本君最後邪惡地出個計算題，那些引用了這篇文章來計算化學位移的研究者看到這篇OL或者本文之後，心理陰影面積大概有多大？
Characterization of Leptazolines A–D, Polar Oxazolines from the CyanobacteriumLeptolyngbya sp., Reveals a Glitch with the “Willoughby–Hoye” Scripts for Calculating NMR Chemical Shifts
Jayanti Bhandari Neupane, Ram P. Neupane, Yuheng Luo, Wesley Y. Yoshida, Rui Sun, Philip G. Williams
Org. Lett., 2019, 21, 8449-8453, DOI: 10.1021/acs.orglett.9b03216
1. A guide to small-molecule structure assignment through computation of (1H and 13C) NMR chemical shifts. Nature Protocols, 2014, 9, 643–660, DOI: 10.1038/nprot.2014.042
https://www.nature.com/articles/nprot.2014.042
2. Philip G. Williams修改後的程序：
https://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acs.orglett.9b03216/suppl_file/ol9b03216_si_003.zip
（本文由樂只君子供稿）
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