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轴手性化合物旋转能垒计算值与实验值相差很大

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发布时间: 2021-4-22 08:52

正文摘要:

本帖最后由 sai77 于 2021-4-23 10:49 编辑 很简单的四取代联芳基化合物,opt+freq以及IRC都使用M06-2X/6-31g(d,p),单点能计算使用M06-2X/def2tzvp,单点能计算加了溶剂模型(SMD,solvent=toluene)。 计算得 ...

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加州旅馆雨 发表于 Post on 2021-12-1 20:00:48
是不是因为轴手性过渡态变得更加平面了,分子间的pai-pai堆积弱相互作用力更强了?我瞎猜的啊
fatpig 发表于 Post on 2021-5-10 19:00:13
既然实验是80度,那校正不应该用80度时的delta G么...
wzkchem5 发表于 Post on 2021-4-29 16:29:56
Accelerator 发表于 2021-4-29 14:10
如果计算和实验确实都万无一失,我认为很有可能是隐式溶剂化的问题。我在2019年发现溶剂熵可能显著影响一些 ...

我们遇到过一个体系,一个金属-金属键配合物,每个金属上都带一个大环平面配体,然后发现键能对溶剂模型特别敏感,SMD的键能比CPCM小8kcal/mol,推测是解离以后暴露出很多溶剂可及表面。但是我们研究的是热力学不是动力学,如果你们感兴趣,可以研究一下我们这个体系。https://pubs.rsc.org/en/content/ ... 01269E#!divAbstract
Accelerator 发表于 Post on 2021-4-29 14:10:46
本帖最后由 Accelerator 于 2021-4-29 14:18 编辑

如果计算和实验确实都万无一失,我认为很有可能是隐式溶剂化的问题。我在2019年发现溶剂熵可能显著影响一些存在活化体积的反应的势能面(https://doi.org/10.26434/chemrxiv.7782797.v1),并且一直认为联苯二面角旋转是一个十分适合研究这一现象的模型(反应过程中几乎只有体积的变化,而偶极变化很小),但一直由于没有时间而在这一课题上缺乏后续进展。根据我目前对溶剂熵现象的认识,这一现象也确实会导致隐式溶剂化高估旋转能垒。如果你后续确认这类化合物计算值与实验值的系统偏离情况属实,或许可以展开合作,基于你测定的实验事实,在溶剂熵现象上做出一些新进展。
sai77 发表于 Post on 2021-4-29 11:31:59
喵星大佬 发表于 2021-4-25 19:07
那你可以用orca跑个aimd看看

惭愧...高斯刚入门,这个更不会了
sai77 发表于 Post on 2021-4-29 11:31:04
wzkchem5 发表于 2021-4-25 15:45
氢键对于旋转能垒的提高作用不会超过氢键本身的键能。如果单单是一个氢键就能把能垒提高10 kcal/mol,那 ...

我把两个氟换成一个甲基,算出来消旋能垒比氟的稍低,33 kcal/mol左右,后续再用实验验证一下,看看是否是氢键的影响。
张家铭 发表于 Post on 2021-4-26 20:25:17
sai77 发表于 2021-4-25 08:50
我现在有一个猜想,会不会是由于F和NH形成的氢键阻碍了旋转,所以室温条件下消旋经历的是能量更低、Syn构型 ...

有可能

skdmax 发表于 Post on 2021-4-25 19:26:10
静待大佬解答。
喵星大佬 发表于 Post on 2021-4-25 19:07:52
sai77 发表于 2021-4-25 08:50
我现在有一个猜想,会不会是由于F和NH形成的氢键阻碍了旋转,所以室温条件下消旋经历的是能量更低、Syn构型 ...

那你可以用orca跑个aimd看看
wzkchem5 发表于 Post on 2021-4-25 15:45:31
sai77 发表于 2021-4-25 08:50
我现在有一个猜想,会不会是由于F和NH形成的氢键阻碍了旋转,所以室温条件下消旋经历的是能量更低、Syn构型 ...

氢键对于旋转能垒的提高作用不会超过氢键本身的键能。如果单单是一个氢键就能把能垒提高10 kcal/mol,那这个氢键本身的强度必然至少是10 kcal/mol,否则即使不加热,反应也会以断开氢键然后再消旋的途径为主。但是N-H...F氢键(乃至NH2...N氢键)都远没有这么强
wzkchem5 发表于 Post on 2021-4-25 15:39:41
sai77 发表于 2021-4-25 08:26
转成垂直于苯环,那能量可能更高了。
这类联芳基化合物消旋的过渡态还是比较简单的,文献有类似的报道, ...

你要注意文献是羟基,氢可以摆向远离另一个苯环的方向而不破坏共轭。但是氨基不一样,如果氨基保持和苯环共轭,就会有一个氢是指向另一个苯环的,会和另一个苯环的F或者NH2之间有很大位阻
sai77 发表于 Post on 2021-4-25 08:50:07
我现在有一个猜想,会不会是由于F和NH形成的氢键阻碍了旋转,所以室温条件下消旋经历的是能量更低、Syn构型的过渡态TS-2;而加热条件下氢键被破坏,导致Anti构型的TS-1能量大大降低?
sai77 发表于 Post on 2021-4-25 08:26:20
wzkchem5 发表于 2021-4-25 01:44
可能氨基要先转成和苯环垂直的构象,然后再消旋

转成垂直于苯环,那能量可能更高了。
这类联芳基化合物消旋的过渡态还是比较简单的,文献有类似的报道,我找的过渡态与文献结构比较接近。
ACS Omega 2019, 4, 6044–6049.
wzkchem5 发表于 Post on 2021-4-25 01:44:54
sai77 发表于 2021-4-23 17:05
我感觉应该是对的,一个 -67.5的虚频

可能氨基要先转成和苯环垂直的构象,然后再消旋

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