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标题: 通过boltzmann分布计算ee值的疑问 [打印本页]

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Author: typ_gauss 时间: 2025-12-26 01:14
标题: 通过boltzmann分布计算ee值的疑问
通常计算ee值时，把R最低和S最低的过渡态构象拿出来比较和计算，但实际上R和S都还有很多其他的过渡态构象，有些构象的自由能可能仅比最低的高一点，这些稍微自由能高一点的构象不会对ee值产生影响吗？比如，0和0.3 kcal/mol是R，1.9 kcal/mol是S，则ee值为95%。而如果只考虑0和1.9kcal/mol时，则ee值为92%。应该如何理解？

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Author: sobereva 时间: 2025-12-26 03:21
这得看额外的构象和能量最低构象之间是什么关系，是提供了独立的反应通道还是有竞争关系

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Author: wzkchem5 时间: 2025-12-26 10:56
“通常计算ee值时，把R最低和S最低的过渡态构象拿出来比较和计算”这个做法太糙了。正规做法都是取最低的很多个构象做Boltzmann平均的。例如https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.5c05709

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Author: typ_gauss 时间: 2025-12-26 17:44
本帖最后由 typ_gauss 于 2025-12-26 17:45 编辑

wzkchem5 发表于 2025-12-26 10:56
“通常计算ee值时，把R最低和S最低的过渡态构象拿出来比较和计算”这个做法太糙了。正规做法都是取最低的很 ...

感谢王老师回复，我学习了这篇文章之后，感觉好像和我说的这个问题不一样呢？您说的玻尔兹曼分布是指的TS-3a-1，TS-3a-1-RRR，TS-3a-4，TS-3a-4-SRR这四个吧。但是TS-3a-1，TS-3a-1-RRR分别是产物a对映异构体的过渡态，TS-3a-4，TS-3a-4-SRR分别是产物b对映异构体的过渡态。我想说的是比如，TS-3a-1和TS-3a-1-RRR还有其他的构象也得到3a-1的手性产物，比如TS-3a-1-I，TS-3a-1-II，TS-3a-1-III以及TS-3a-1-RRR-I，TS-3a-1-RRR-II，TS-3a-1-RRR-III等等，并且他们和TS-3a-1、TS-3a-1-RRR自由能差别不是很大，比如都在0.5 kcal/mol以内，在计算ee值时，是否应该对TS-3a-1，TS-3a-1-I，TS-3a-1-II，TS-3a-1-III，TS-3a-1-RRR，TS-3a-1-RRR-I，TS-3a-1-RRR-II，TS-3a-1-RRR-III这8个过渡态做玻尔兹曼分布，再来计算ee值。还是说就取最低的，TS-3a-1和TS-3a-1-RRR来计算ee值。谢谢

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Author: wzkchem5 时间: 2025-12-26 17:50

typ_gauss 发表于 2025-12-26 17:44
感谢王老师回复，我学习了这篇文章之后，感觉好像和我说的这个问题不一样呢？您说的玻尔兹曼分布是指的TS ...

不是的，我指的就是对TS-3a-1，TS-3a-1-I，TS-3a-1-II，TS-3a-1-III做Boltzmann分布，只不过受限于篇幅，没画TS-3a-1-I，TS-3a-1-II，TS-3a-1-III的结构而已。SI有关于Boltzmann分布计算方法的详细讨论

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Author: typ_gauss 时间: 2025-12-26 17:51

sobereva 发表于 2025-12-26 03:21
这得看额外的构象和能量最低构象之间是什么关系，是提供了独立的反应通道还是有竞争关系

谢谢sob老师回答，比如就是同一种类型的过渡态，比如通过Molclus结合xtb做构象搜索得到的结果，再DFT精算得到一系列低能过渡态，反应核心位点都是一样的。这种算是竞争关系是吧？应该考虑额外的低能构象更合理是吗？

作者
Author: typ_gauss 时间: 2025-12-26 18:06

wzkchem5 发表于 2025-12-26 17:50
不是的，我指的就是对TS-3a-1，TS-3a-1-I，TS-3a-1-II，TS-3a-1-III做Boltzmann分布，只不过受限于篇幅， ...

哦哦，明白了，感谢。是指SI中Step 5. High-level single point energy calculation.那一部分，Table S10.显示了各个结构包含了几个构象，比如TS-3a-1包含了12个低能构象，这么算确实非常严谨。那正文中的结构只是显示了最低的一个？自由能是多个构象综合考虑后的结果，弱相互作用是基于最低的那一个进行的是吧。
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Author: typ_gauss 时间: 2025-12-26 18:11

wzkchem5 发表于 2025-12-26 17:50
不是的，我指的就是对TS-3a-1，TS-3a-1-I，TS-3a-1-II，TS-3a-1-III做Boltzmann分布，只不过受限于篇幅， ...

王老师，我还有一个问题想问一下，我看SI中是先算了多个构象的综合吉布斯自由能，在来进行ee值和dr值的比较。这和单独把每个构象的能量输入到sob老师的表格计算玻尔兹曼分布之后，再把各种的比例加和起来比较有什么区别吗？后者没办法考虑熵的贡献吗？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2025-12-26 19:35

typ_gauss 发表于 2025-12-26 18:06
哦哦，明白了，感谢。是指SI中Step 5. High-level single point energy calculation.那一部分，Table S10 ...

对。弱相互作用分析因为只要定性正确就行了，所以只分析了能量最低构象

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Author: wzkchem5 时间: 2025-12-26 19:41

typ_gauss 发表于 2025-12-26 18:11
王老师，我还有一个问题想问一下，我看SI中是先算了多个构象的综合吉布斯自由能，在来进行ee值和dr值的比 ...

熵有两个贡献，一个是分子在一个特定构象的平衡位置附近振动导致的（用freq算出来的熵），另一个是因为有很多构象存在，微观状态数增加导致的熵（构象熵）。
如果代入表格的是能量，那么两种熵都没考虑。如果代入freq算的自由能（或freq算的自由能校正加上高精度单点能），那么只考虑了前一种熵而没有考虑后一种熵。注意自由能和能量不同，有多个构象的体系的（平均）能量介于各个构象的能量之间，但有多个构象的体系的自由能比每个构象都要低，原因就是因为构象熵。不能用对能量做Boltzmann平均的方法，对自由能做Boltzmann平均

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Author: typ_gauss 时间: 2025-12-26 20:43

wzkchem5 发表于 2025-12-26 19:41
熵有两个贡献，一个是分子在一个特定构象的平衡位置附近振动导致的（用freq算出来的熵），另一个是因为有 ...

明白了，非常感谢王老师的解答

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