计算化学公社

标题: 开环聚合过渡态计算不收敛问题求助各位大佬 [打印本页]

作者
Author: 江上吃鱼 时间: 2026-1-12 12:22
标题: 开环聚合过渡态计算不收敛问题求助各位大佬
各位老师，最近在做内酰胺的阴离子开环聚合能垒的计算，十二内酰胺阴离子引发酰化己内酰胺的反应过渡态搜索总是报错，请问是建模的问题吗？下图是反应流程图和构建的过渡态模型，还有输入文件，麻烦各位老师看看哪里有错误，求求各位大佬帮帮

%chk=E:\Gaussian\XCPLT1\T1.chk
%nprocshared=64
%mem=200GB
# opt=(calcfc,ts,noeigen) freq=noraman b3lyp/6-31g(d) em=gd3

Title

-1 1
C                4.16618656 0.27286281 0.64277787
C                4.20795829 0.41682599 -0.89588820
C                3.30589903 1.60026426 -1.18394165
C                1.85209602 1.06900583 -1.39663506
C                0.87946228 2.18642008 -1.08679225
C                0.64414568 2.02689194 0.42265824
C                -0.34480193 0.80397714 0.52171766
C                0.12516825 -0.45367318 -0.30216448
C                0.96077378 -1.84648132 1.60419020
C                2.31815654 -1.18447796 1.71315395
C                3.40089319 -1.93154728 0.87659867
C                4.62942966 -1.08675328 1.10677500
O                0.15136226 -0.32042086 -1.55315665
H                4.79317677 1.04609802 1.03414554
H                3.16840365 0.39015466 1.01084829
H                5.22992810 0.58864854 -1.16147040
H                3.84598342 -0.42911641 -1.44228737
H                3.56531595 2.11308380 -2.08656321
H                3.40211241 2.26786069 -0.35354889
H                1.80145996 0.74316516 -2.41472777
H                1.59838533 0.25678036 -0.74833845
H                -0.06808693 2.07203662 -1.57031524
H                1.30674205 3.12009619 -1.38859526
H                1.57459714 1.86886033 0.92654559
H                0.16635376 2.88521256 0.84672599
H                -1.25732860 1.13811021 0.07393562
H                -0.51529292 0.52924551 1.54160415
H                0.25354378 -1.33770963 2.22557745
H                1.05422972 -2.86291323 1.92462716
H                2.62289247 -1.18685705 2.73891744
H                2.23631048 -0.17737390 1.36106328
H                3.54163646 -2.93654363 1.21578628
H                3.13811540 -1.95837526 -0.16015366
H                4.84321940 -1.07848006 2.15524797
H                5.50403800 -1.41823388 0.58697371
N                0.48963329 -1.81284290 0.22307931
C                -1.79572828 -3.36272568 -1.65429473
C                -2.55603185 -1.85311822 1.09085237
C                -2.69169892 -2.25526914 -2.23690574
H                -2.39438853 -4.13199261 -1.21264662
H                -1.25084718 -3.74664549 -2.49125541
C                -3.77766489 -1.77494738 0.06293277
H                -2.06762756 -0.90107604 1.11531674
H                -2.95435981 -2.09774047 2.05318982
C                -3.28190264 -1.22256687 -1.26081416
H                -3.48666502 -2.77702631 -2.72780467
H                -2.12929630 -1.67547121 -2.93870021
H                -4.30772257 -2.69380696 -0.07780385
H                -4.43176746 -1.04913496 0.49957250
H                -4.08981473 -0.76536516 -1.79315715
H                -2.54302861 -0.49255349 -1.00353810
C                -0.80761384 -2.92559057 -0.60435409
O                0.09518808 -3.79776273 -0.51110748
N                -1.86143476 -2.99234764 1.09417614
C                -2.60589140 -4.26000996 1.12596700
O                -2.03046677 -5.31978424 1.48627818
C                -4.09018425 -4.29057904 0.71778813
H                -4.70041156 -4.11621879 1.57901781
H                -4.27503561 -3.52927159 -0.01077852
H                -4.32605167 -5.24751885 0.30100108

作者
Author: 北大-陶豫 时间: 2026-1-12 13:13
你画的这步反应本来就不是单步反应，应该分两步的，先加成后消除。如果你不明白，看一下有机课本上的“酰基碳上的亲核取代”章节。

作者
Author: Hugo_314cat 时间: 2026-1-12 15:21
从技术上讲：
除了2#提出的问题之外，你的这个过程同时也应当考虑金属离子对过渡态的稳定化作用。如果能做个构象搜索，那将会大大提升你的计算效果。
从化学上讲：
我个人认为这种反应做计算的意义不大，一是构象太多，二是这个反应本身就非常符合基础的有机化学直觉，花大力气去做计算并不是一个非常划算的选择，还望斟酌。

作者
Author: 江上吃鱼 时间: 2026-1-12 20:36

Hugo_314cat 发表于 2026-1-12 15:21
从技术上讲：
除了2#提出的问题之外，你的这个过程同时也应当考虑金属离子对过渡态的稳定化作用。如果能做 ...

非常感谢老师提供的宝贵建议，我是做这个方向的，想做一些基础的练练手。内酰胺阴离子是和钠离子结合在一起的，我的电荷数是不是设置的有问题呢？或者说我该怎样体现金属离子对结构的稳定化作用呢？

作者
Author: 江上吃鱼 时间: 2026-1-12 20:40

北大-陶豫发表于 2026-1-12 13:13
你画的这步反应本来就不是单步反应，应该分两步的，先加成后消除。如果你不明白，看一下有机课本上的“酰基 ...

非常感谢老师指点，我重新翻阅了有机课本，这确实不是一个基元反应，我不太明白的是内酰胺阴离子加成后形成氧负离子，然后下一步怎么消除呢？电子直接转移到氮原子上形成氮阴离子吗，第二部过渡态大致是个怎样的结构呢，麻烦您了老师

作者
Author: Hugo_314cat 时间: 2026-1-12 20:59

江上吃鱼发表于 2026-1-12 20:36
非常感谢老师提供的宝贵建议，我是做这个方向的，想做一些基础的练练手。内酰胺阴离子是和钠离子结合在一 ...

强烈不建议用这个巨复杂的例子练手。如果你真想算一个的话，直接用甲酰或者乙酰去练手更能在合理的时间内增进你对这个体系的了解。
关于金属的稳定化效应，个人建议在计算资源允许的话显式纳入并进行构象搜索，因为很可能其对基态和过渡态的稳定化作用有显著差别。没有自己的脚本的话可以使用包括Molclus, Crest, GOAT等的免费构象搜索程序，效果不错。如果计算资源不足也可以不纳入，对Na+来说问题不算大。
你提供的输入文件文本中的电荷设置看上去没有问题。

作者
Author: 江上吃鱼 时间: 2026-1-12 21:35

Hugo_314cat 发表于 2026-1-12 20:59
强烈不建议用这个巨复杂的例子练手。如果你真想算一个的话，直接用甲酰或者乙酰去练手更能在合理的时间内 ...

老师我做的是内酰胺开环聚合，这已经是最简单的例子了，那我暂时不考虑Na+也是可以的吗，我不太明白的是内酰胺阴离子加成后形成氧负离子，然后下一步怎么消除呢？电子直接转移到氮原子上形成氮阴离子吗，第二部过渡态大致是个怎样的结构呢，麻烦您了老师

作者
Author: KazusaT 时间: 2026-1-13 02:40

江上吃鱼发表于 2026-1-12 21:35
老师我做的是内酰胺开环聚合，这已经是最简单的例子了，那我暂时不考虑Na+也是可以的吗，我不太明白的是 ...

你在做计算之前应该先系统学习一下有机反应机理。

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)