计算化学公社
标题: 关于通过gaussian模拟和计算葡萄糖脱水反应路径 [打印本页]
作者Author: meatball1982 时间: 2019-3-23 10:23
标题: 关于通过gaussian模拟和计算葡萄糖脱水反应路径
大家好。
我现在要用gaussian的量化计算，研究葡萄糖的脱水反应，反应过程中的各个过渡态。
A -> A1 -> A2 -> A3 -> A4 -> A5 -> B
其中的一个过程如图。
A -> A1
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00.我希望通过计算反应路径或是特定的构象的信息来模拟和解释这个过程。
看文献，以及Exp Chem 02ed.
我的理解是
step01.优化各个Ai还有B
step02.作virbrational 分析.过渡态只有一个虚频，其它的构象没有虚频。
step03.确定Ai和B的构象后，作intrinsic reaction coordinate(IRC) analysis分析(这一步应该是确定Ai和B的各自构象的变化过程)。
step04.计算优化后的单点能。
step05.画出类似的图进行说明。
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我的问题是
01.这个流程行不行。应该是哪几步是需要修改的。
02.我看step04时，Exp Chem 02ed (example 8.2)用的是焓，这个也能说明？能量说明我大体能理解。
03.有的文章还有作MD.从动力学角度来分析。什么时候要加这个动力学模拟的分析来说明反应的过程。
谢谢大家。
作者Author: sobereva 时间: 2019-3-23 14:57
1 流程没大问题，虽然不保证你在实际计算中可能某些细节不会搞错。IRC是从TS走的，和Ai、B的构象没有什么直接联系。
2 应当用自由能，图省事用电子能量，不建议效仿某些书或某些文献用焓
3 对当前问题用不着动力学，否则会极其麻烦，还没有做这种静态的方式研究展现得清楚
作者Author: meatball1982 时间: 2019-3-28 12:48
sob老师：
感谢回复，还有几个问题。
01.我知道A(i-1) 和 A(i),想作IRC分析，找反应路径，如您所说，IRC是要从过渡态开始向两边扫，这个过渡态是不是只能靠自己定义。
02.其中的一步，是电荷转移，具体如图，这个过程，我如果优化构象，通过设置电荷和自旋是区分不出来的电荷转移前后的构象的(或是可以区分，我暂时不知道)。而这两个构象的能量应该不一样。我应该如何通过计算描述这个过程。
谢谢老师
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作者Author: sobereva 时间: 2019-3-28 23:21
1 那不叫自己定义，而是自己用找过渡态的关键词去找过渡态
2 这俩图只不过是同一个几何结构的两种共振式而已，不算化学过程、不算两种不同构象
作者Author: meatball1982 时间: 2019-3-29 20:31
本帖最后由 meatball1982 于 2019-3-29 22:22 编辑
谢谢sob大：
01.2 这俩图只不过是同一个几何结构的两种共振式而已，不算化学过程、不算两种不同构象
那我可以通过什么方法来分析这同一种构象的不同共振模式。
02.我根据 Exp Chem一书的e8_02.
设置了第一个反应的自旋。如下图所示。
第二个反应的产物，我是根据1 1, 1 3 作优化，找能量小的，所以选择1 1。
第三个反应的产物，也是同样的方式设置 1 1。
我的问题是
02.下面的三个反应的自旋设置有没有问题。
03.反应二和反应三应该是一个异裂，一个是均裂。这时电荷的分配方式是不一样的。
是不是自旋的设置是不一样的。我感觉02,03总有一个是不对的。
再次感谢sob大。
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作者Author: sobereva 时间: 2019-3-30 03:30
1 NRT可以分析
2 没问题，但是H+根本没有算的必要，电子能量必定为0（算热力学数据另谈）
3 均裂和异裂一般是对电中性的体系断裂一个化学键而言的，这种概念对你的情况不适用
作者Author: meatball1982 时间: 2019-3-30 18:18
1 NRT可以分析
您的帖子里，说gaussian里的NBO不能计算NRT.只能买花钱版本的算。
2 没问题，但是H+根本没有算的必要，电子能量必定为0（算热力学数据另谈）
啊，那zpe还是要计算的？
3 均裂和异裂一般是对电中性的体系断裂一个化学键而言的，这种概念对你的情况不适用。
是不是葡萄糖没有电荷，直接去一个 -OH，就要考虑均裂和异裂。
就是
均裂：
c6h1206 - -OH -> C6H11O5
0 1 0 2 0 2
异裂：
c6h1206 - -OH -> C6H11O5
0 1 1 1 1 1
作者Author: sobereva 时间: 2019-3-31 04:55
1 是
2 ZPE显然也为0，就一个原子怎么震动
3 是。但是OH-应当为-1 1
作者Author: meatball1982 时间: 2019-4-2 14:17
再次感谢 sob大。
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针对上面的一个反应，我是通过opt=qst2搜索过渡态的。
因为H2o放置的位置不一样，搜索到的过渡态也不一样，对应的能量也会有一定的差异。
可我的理解，H2O的放置位置有很多，这时，每个过渡态都会对应一个能量。这时，应该选择哪一个过渡态的能量进行分析。最小的那个？
或是，我选用的这种过渡态的选择方法来分析就有问题？
作者Author: sobereva 时间: 2019-4-2 17:53
这种情况用qst2完全多余，还麻烦
直接用opt=ts多好，也没这种含糊性，看
简谈Gaussian里找过渡态的关键词opt=TS和QST2、3
http://sobereva.com/460（http://bbs.keinsci.com/thread-12093-1-1.html）
作者Author: meatball1982 时间: 2019-4-3 15:51
本帖最后由 meatball1982 于 2019-4-8 09:06 编辑
谢谢sob大，关于上面的反应，基本明白了。
作者Author: meatball1982 时间: 2019-4-8 09:05
[attach]18352[/attach]
如果是上面的两个反应，反应物是一样的，但断的键不一样，所以产物不一样。
我如果用ts来搜索过渡态，是不是初猜就应该设置的不一样。
还是说，我直接用qst2来搜索。
作者Author: k64_cc 时间: 2019-4-8 09:49
一个基本问题，加氢不是简单的加个质子上去，而是葡萄糖和质子载体（大概是酸）之间的质子转移。单独加质子过于unphysical了，而且机理和与酸反应很可能不一样。
图里敢把双键画上吗。
作者Author: 量化小菜鸡 时间: 2021-5-20 18:32
另外请问下是不是这类反应要配显性溶剂啊，否则质子加不上去吧？但多加几个显性溶剂分子，构象和低频又要考虑的很多。
作者Author: k64_cc 时间: 2021-5-21 10:53
其实考虑质子来源就行了，比如来源是酸或者是H3O+。这种质子在两个分子之间明确的转移过程，只要把俩分子都放进去，拿隐式溶剂也能讨论一下的。
作者Author: 量化小菜鸡 时间: 2021-5-21 12:37
H3O+这种不配水一类的算的应该不准吧，还是您意思是有误差但可以接受。
作者Author: k64_cc 时间: 2021-5-21 14:44
好问题。我自己的体验是直接上也能凑合，没遇到定性错误，于是也就凑合着用了。
作者Author: 量化小菜鸡 时间: 2021-5-21 15:37
哈哈，没有完美，能解决问题就是好。
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