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如何考察并解释质子化诱导的断键?

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发布时间: 2025-6-16 00:15

正文摘要:

本帖最后由 2877321934 于 2025-6-16 00:21 编辑 各位老师,实验已知该分子在质谱中发生质子化并碎裂,相当于研究该分子因为质子化导致的断键,我首先优化了质子化前后的结构,如图所示,质子化位点已用红圈标出 ...

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2877321934 发表于 Post on 2025-6-30 17:48:53
wzkchem5 发表于 2025-6-27 17:46
你可以这么理解:你用手把一块橡皮泥拉长,体系的能量是单调上升的,因为不管你拉得多长,都只可能感受到 ...

懂了,谢谢老师。
wzkchem5 发表于 Post on 2025-6-27 17:46:32
2877321934 发表于 2025-6-27 17:40
抱歉是电子能量的变化趋势大于0,我这个说法确实很不严谨,想当然的认为吉布斯自由能和电子能量的变化趋 ...

你可以这么理解:你用手把一块橡皮泥拉长,体系的能量是单调上升的,因为不管你拉得多长,都只可能感受到拉力而不会感受到推力。但是这不妨碍你能把橡皮泥拉断。
2877321934 发表于 Post on 2025-6-27 17:40:17
xuyangsyo 发表于 2025-6-27 17:27
吉布斯自由能只是宏观上的统计值,对单个分子讨论吉布斯自由能没有意义,自由能判据确定反应方向是在宏观 ...

抱歉是电子能量的变化趋势大于0,我这个说法确实很不严谨,想当然的认为吉布斯自由能和电子能量的变化趋势一致了。
xuyangsyo 发表于 Post on 2025-6-27 17:27:06
2877321934 发表于 2025-6-27 16:12
懂了,谢谢老师,不过为什么ΔG>0的反应在2000K的AIMD里却能观察到呢,这有点超出我的知识面了。,2000K ...

吉布斯自由能只是宏观上的统计值,对单个分子讨论吉布斯自由能没有意义,自由能判据确定反应方向是在宏观系统的基础上进行的;另外,理论上柔性扫描没法得到驻点,你是怎么算扫描过程的ΔG的?
wzkchem5 发表于 Post on 2025-6-27 09:11:40
2877321934 发表于 2025-6-27 03:20
想额外请教老师一个问题,我使用AIMD跑多条轨线发现解离过程都是先从某一根键开始断,于是我又尝试使用柔 ...

合理。考虑两个反应,一个能量单调从0上升到10kcal/mol,另一个能量从0上升到15kcal/mol再下降到10kcal/mol。那么在其他因素相同的情况下,显然前者更容易,即便前者没有过渡态而后者有
2877321934 发表于 Post on 2025-6-27 03:20:37
wzkchem5 发表于 2025-6-26 08:46
做质谱实验的人往往能估计出有多少eV的动能转移到了待测分子上,例如通过仪器手册或文献报道。
在气相里 ...

想额外请教老师一个问题,我使用AIMD跑多条轨线发现解离过程都是先从某一根键开始断,于是我又尝试使用柔性扫描拉长这根键,发现能量是单一上升趋势,没有过渡态,这是正常合理的现象嘛?
2877321934 发表于 Post on 2025-6-26 16:34:11
wzkchem5 发表于 2025-6-26 08:46
做质谱实验的人往往能估计出有多少eV的动能转移到了待测分子上,例如通过仪器手册或文献报道。
在气相里 ...

好的,辛苦老师打这么多字详细解答。
wzkchem5 发表于 Post on 2025-6-26 08:46:33
2877321934 发表于 2025-6-25 23:56
谢谢老师,目前该研究已明确几种可能的质子化位点,现在正在考虑跑高温AIMD,不过温度的设置有点犯难了, ...

做质谱实验的人往往能估计出有多少eV的动能转移到了待测分子上,例如通过仪器手册或文献报道。
在气相里,高能的分子很可能来不及与环境达到热平衡就反应了,因此只知道分子的能量,而无法谈论分子的温度(一定要从动能换算出一个温度的话,会发现温度震荡得很厉害,不是一个定值)。既然不存在温度,自然也没办法用过渡态理论算解离速率。对于极其快的反应,甲酸等提供的振动能甚至只集中于分子的一侧,振动尚未传播至分子的另一侧就发生反应了,此时过渡态理论更是连定性都不正确(也即低自由能垒的途径的反应速率未必比高自由能垒的途径快)
2877321934 发表于 Post on 2025-6-25 23:56:52
wzkchem5 发表于 2025-6-16 15:14
对,说实话搞不好不是质子化导致的解离,主要断键的原因很可能是热

谢谢老师,目前该研究已明确几种可能的质子化位点,现在正在考虑跑高温AIMD,不过温度的设置有点犯难了,虽然温度已明确,但甲酸环境提供的质子动能应该如何考虑呢?此外想顺便请教一下老师,为什么热解过程不能通过键解离能或者过渡态来计算而只能AIMD呢?
2877321934 发表于 Post on 2025-6-25 23:54:33
Daniel_Arndt 发表于 2025-6-16 16:20
温度都这么高了,可能是碳氧单键发生了异裂,得到acylium ion和alkoxide ion,然后进行下一步反应。

确实有这个可能,看看MD模拟验证。
Daniel_Arndt 发表于 Post on 2025-6-16 16:20:32
温度都这么高了,可能是碳氧单键发生了异裂,得到acylium ion和alkoxide ion,然后进行下一步反应。
wzkchem5 发表于 Post on 2025-6-16 15:14:44
2877321934 发表于 2025-6-16 14:59
谢谢老师,我去询问了一下合作老师,实验过程中溶剂里面加了甲酸,而且电离过程中,仪器环境约500摄氏度 ...

对,说实话搞不好不是质子化导致的解离,主要断键的原因很可能是热
2877321934 发表于 Post on 2025-6-16 14:59:54
wzkchem5 发表于 2025-6-16 13:57
可以。可以参考Stefan Grimme在质谱计算方面的文章

OK,谢谢老师。

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