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标题: 求助：如何得到有机胺结构能量最低，最靠近实验pka的结构 [打印本页]

作者
Author: beijudw 时间: 2022-5-17 16:51
标题: 求助：如何得到有机胺结构能量最低，最靠近实验pka的结构
我是量子化学初学者，目前在学gaussian16，遇到问题就是在搜寻有机胺（比如说1-二甲氨基-2-丙醇）合适的结构的时候，发现能量最低的，并不是最靠近pka的，而是pka值最大的，并且也遇到部分胺不管怎么找优化结构，都没办法靠近实验的pka值，所以想问一下，这个时候到底是以能量最低为准，还是以靠近pka为准？使用的关键词为opt=tight freq b3lyp/6-311++g(d,p) scrf=(smd,solvent=water) scf=qc nosym，有可能是选择的基底有问题吗？

作者
Author: 妙角不脆 时间: 2022-5-17 17:35
本帖最后由妙角不脆于 2022-5-17 17:43 编辑

你说的这个合适结构是怎么个合适法？本身指代不明。如果谈论的是优势构象的话确实是以能量为标准。
pKa只是你这个关键词也算不出来，不知道你是怎么算的。

基组完全不需要用这么大，6-31+G*足够，scrf里水是默认溶剂可以不写solvent=water，SMD模型对优化来说可能有难以收敛的情况，用默认的就可以。

SCF=QC毫无必要，对有机胺来说nosym也没必要，因为没啥明显的对称性。可以看以下博文和讨论：

http://sobereva.com/61
http://bbs.keinsci.com/thread-5032-1-1.html
http://sobereva.com/297

作者
Author: beijudw 时间: 2022-5-17 17:56
本帖最后由 beijudw 于 2022-5-17 17:58 编辑

妙角不脆发表于 2022-5-17 17:35
你说的这个合适结构是怎么个合适法？本身指代不明。如果谈论的是优势构象的话确实是以能量为标准。
pKa只 ...

符合实际实验的结构，计算pka是按照卢天老师那个计算pka的公式计算的，计算得到气态和溶液状态的AH，A电子能量和自由能。最靠近pka的结构和最低的能量结构都能得到，但是这两个不是同一个，而且遇到不管怎么优化结构计算pka的值，都靠近不了实验pka值，大概差了0.6左右。不收敛的情况倒是没有遇到过。

作者
Author: 妙角不脆 时间: 2022-5-17 18:01

beijudw 发表于 2022-5-17 17:56
符合实际实验的结构，计算pka是按照卢天老师那个计算pka的公式计算的，计算得到气态和溶液状态的AH，A电 ...

0.6感觉还可以了，毕竟DFT的精度也没到那么高。还有可能不同的构象都有贡献，需要算个权重。

作者
Author: sobereva 时间: 2022-5-17 18:29
你当前计算级别对于做构象搜索根本不够，仔细看molclus相关帖子里的例子都用什么计算级别怎么做的构象搜索：
构型和构象搜索程序Molclus主页：http://www.keinsci.com/research/molclus.html
使用molclus程序做团簇构型搜索和分子构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-577-1-1.html
gentor：扫描方式做分子构象搜索的便捷工具
http://bbs.keinsci.com/thread-2388-1-1.html
将Confab或Frog2与Molclus联用对有机体系做构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-20063-1-1.html
使用Molclus结合xtb做的动力学模拟对瑞德西韦(Remdesivir)做构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-16255-1-1.html

并且仔细看此文了解怎么像样地算溶剂环境下的自由能
谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算
http://sobereva.com/327（http://bbs.keinsci.com/thread-3345-1-1.html）

通常来说，找对溶液环境中最稳定的构象的难度比算准pKa更低。
以不理想的方式计算，极可能能量较高的构象恰好pKa和实验最接近，这纯属巧合性的错错得对，根本什么都说明不了。

鉴于你计算构象能量差用的计算级别都很不理想，pKa的计算合理性堪忧。

另外，最低一批构象自由能相近时，上面的人说的权重平均问题应当考虑。

作者
Author: beijudw 时间: 2022-5-17 18:45
本帖最后由 beijudw 于 2022-5-17 18:48 编辑

妙角不脆发表于 2022-5-17 18:01
0.6感觉还可以了，毕竟DFT的精度也没到那么高。还有可能不同的构象都有贡献，需要算个权重。

好的，谢谢老师

作者
Author: beijudw 时间: 2022-5-17 18:47

sobereva 发表于 2022-5-17 18:29
你当前计算级别对于做构象搜索根本不够，仔细看molclus相关帖子里的例子都用什么计算级别怎么做的构象搜索 ...

好的，谢谢sobereva老师

作者
Author: beijudw 时间: 2022-5-17 19:06
本帖最后由 beijudw 于 2022-5-17 19:11 编辑

sobereva 发表于 2022-5-17 18:29
你当前计算级别对于做构象搜索根本不够，仔细看molclus相关帖子里的例子都用什么计算级别怎么做的构象搜索 ...

老师，您好，我还有一个问题，就是进行结构搜索的时候，需要考虑分子内成键使能量变低吗？比如说这样的，优化结构之后的N - H距离为2.37左右，实际N-H键长为1.025左右，这个距离是分子内成键吗？file:///C:/Users/wd/Desktop/Z~ETRA%5B6MS(FIY4URCGVXCI.png

作者
Author: 北大-陶豫 时间: 2022-5-18 13:05
这种有显著的氢键作用的体系，是不是加个 em=gd3bj 好些……

作者
Author: sobereva 时间: 2022-5-18 22:09

beijudw 发表于 2022-5-17 19:06
老师，您好，我还有一个问题，就是进行结构搜索的时候，需要考虑分子内成键使能量变低吗？比如说这样的， ...

内氢键显然得考虑
画个IRI图就知道有没有内氢键存在
使用IRI方法图形化考察化学体系中的化学键和弱相互作用
http://sobereva.com/598（http://bbs.keinsci.com/thread-23457-1-1.html）

内氢键键能还能按下文的做法直接估计出来
透彻认识氢键本质、简单可靠地估计氢键强度：一篇2019年JCC上的重要研究文章介绍
http://sobereva.com/513（http://bbs.keinsci.com/thread-14600-1-1.html）

内氢键存在与否对构象能量影响甚大，诸如下文做构象搜索得到的最稳定结构里就明显有内氢键
gentor：扫描方式做分子构象搜索的便捷工具
http://bbs.keinsci.com/thread-2388-1-1.html

作者
Author: beijudw 时间: 2022-5-19 15:37

sobereva 发表于 2022-5-18 22:09
内氢键显然得考虑
画个IRI图就知道有没有内氢键存在
使用IRI方法图形化考察化学体系中的化学键和弱相互 ...

好的谢谢老师

作者
Author: beijudw 时间: 2022-5-19 15:43

北大-陶豫发表于 2022-5-18 13:05
这种有显著的氢键作用的体系，是不是加个 em=gd3bj 好些……

好的，我加上试试，谢谢

作者
Author: beijudw 时间: 2022-5-19 15:58

sobereva 发表于 2022-5-18 22:09
内氢键显然得考虑
画个IRI图就知道有没有内氢键存在
使用IRI方法图形化考察化学体系中的化学键和弱相互 ...

老师，那搜寻构象的时候，是把所有结构能量都对比，还是说除开有内氢键的，还是说具体的看文献说明该物质是否存在内氢键？

作者
Author: sobereva 时间: 2022-5-19 22:43

beijudw 发表于 2022-5-19 15:58
老师，那搜寻构象的时候，是把所有结构能量都对比，还是说除开有内氢键的，还是说具体的看文献说明该物质 ...

一起对比
通常能量低的都有内氢键，因为有内氢键能量才比其它的更低

作者
Author: beijudw 时间: 2022-5-20 10:12

sobereva 发表于 2022-5-19 22:43
一起对比
通常能量低的都有内氢键，因为有内氢键能量才比其它的更低

好的，非常感谢老师的解答

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)