带电氢键在水中结合能的计算问题

华理小妮 · 发表于 Post on 2020-7-13 19:21:54

老师们好，我想用Gaussian09软件计算两个有机分子（2，4-二氯苯氧乙酸、乙烯基苯硼酸）在水中的结合单点能，这两个分子之间的主要作用力是一种带电的氢键，两个分子之间的结合示意图在下面给出来了，我想知道采用基组的话一定要加弥散函数吗，我优化的时候用的关键词是#P B3LYP/6-311G* em=GD3BJ opt freq scrf(SMD,solvent=water)，计算单点能的时候的关键词是#P B2PLYPD3/def2TZVP scrf(SMD,solvent=water).

sobereva · 发表于 Post on 2020-7-13 20:10:39

优化的级别没问题。算结合能当然要加弥散函数，毕竟你用的不是4-zeta基组

华理小妮 · 发表于 Post on 2020-7-13 20:59:02

sobereva 发表于 2020-7-13 20:10
优化的级别没问题。算结合能当然要加弥散函数，毕竟你用的不是4-zeta基组

好的，谢谢sober老师

喵星大佬 · 发表于 Post on 2020-7-14 01:20:37

本帖最后由喵星大佬于 2020-7-14 01:29 编辑

这种级别的体系算单点能用orca跑PWPB95-D3，在一般的机子上即使是用def2QZVPP也用不了多久(这种都是轻原子的和def2QZVP好像也没啥区别，就Cl多几个极化？)，还可以得到更好的精度

华理小妮 · 发表于 Post on 2020-7-14 16:12:17

喵星大佬发表于 2020-7-14 01:20
这种级别的体系算单点能用orca跑PWPB95-D3，在一般的机子上即使是用def2QZVPP也用不了多久(这种都是轻原子 ...

好的，谢谢您

华理小妮 · 发表于 Post on 2020-7-14 16:19:10

sobereva 发表于 2020-7-13 20:10
优化的级别没问题。算结合能当然要加弥散函数，毕竟你用的不是4-zeta基组

sober老师，请问一下我这两个分子之间结合的方式是带电的氢键吗，我看您发过的一篇关于氢键的一篇文章，带电的氢键结合单点能都很高，有负几十Kcal/mol，但是我这两个分子算下来之间的结合单点能才是-12Kca/mol,是我的计算方法有问题吗，关键词是#P B3LYP/6-311+G** em=GD3BJ scrf(SMD,solvent=water)。另外您那篇文章中写的估算氢键的方法中，第一步在量子化学程序进行几何优化，这个几何优化的过程用到的基组方法有要求吗？

华理小妮 · 发表于 Post on 2020-7-14 21:40:00

本帖最后由华理小妮于 2020-7-14 21:41 编辑

sobereva 发表于 2020-7-13 20:10
优化的级别没问题。算结合能当然要加弥散函数，毕竟你用的不是4-zeta基组

sober,老师我还想问您个问题，就是我们想找在水中和2,4-D结合能最强的功能单体分子，文献上说对于这种酸性的分子要选择碱性功能单体，我们选择是4-乙烯基吡啶，让这两个分子带相反的电荷，这样它们之间的作用力更强，但是我用Gaussian软件计算结合能之后，发现得到的结合单点能并不高。想问一下老师是计算的哪里有问题啊，优化时的关键字是
#P B3LYP/6-311+G** em=GD3BJ opt freq scrf(SMD,solvent=water) 单点能计算时的关键词是#P B3LYP/ma-def2-TZVP em=GD3BJ scrf(SMD,solvent=water)
C:\Users\good\Desktop\图片1.png

喵星大佬 · 发表于 Post on 2020-7-15 02:22:28

华理小妮发表于 2020-7-14 21:40
sober,老师我还想问您个问题，就是我们想找在水中和2,4-D结合能最强的功能单体分子，文献上说对于这种酸 ...

你对这个结构做振动分析有虚频嘛？为什么怎么看怎么像酸碱反应的过渡态

chemhou · 发表于 Post on 2020-7-15 04:46:32

华理小妮发表于 2020-7-14 21:40
sober,老师我还想问您个问题，就是我们想找在水中和2,4-D结合能最强的功能单体分子，文献上说对于这种酸 ...

这个明显体系是中性的，不存在ionic HB

sobereva · 发表于 Post on 2020-7-15 09:09:26

华理小妮发表于 2020-7-14 16:19
sober老师，请问一下我这两个分子之间结合的方式是带电的氢键吗，我看您发过的一篇关于氢键的一篇文章， ...

我不知道你用E(AB)-E(A)-E(B)算结合能时怎么选取的A、B单体状态。
当前情况下羧基的质子已经明显转移到了氮上，水环境中A以质子解离、B以结合质子的状态才是主要存在状态，A应当取红线左边的部分，电荷设-1，B应当取红线右边的部分，电荷设+1

我下文里都是在真空下计算的，极性溶剂环境会极度显著影响结合强度，所以你的情况和我文中的结合能没可比性
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）

华理小妮 · 发表于 Post on 2020-7-15 10:25:20

sobereva 发表于 2020-7-15 09:09
我不知道你用E(AB)-E(A)-E(B)算结合能时怎么选取的A、B单体状态。
当前情况下羧基的质子已经明显转移到 ...

sober老师，A 、B单体状态选择的是A以质子解离状态存在，B以结合质子的状态下存在，可见下图。
但是我们最终计算的结果发现这4-乙烯基吡啶碱性功能单体与2，4-二氯苯氧乙酸之间的结合能还不如甲基丙烯酸这种酸性功能单体和2，4-二氯苯氧乙酸分子结合能强，我把甲基丙烯酸和2，4-二氯苯氧乙酸的结合示意图也放在下面了，您可以看一下。这种结论好像和文章里面的完全不一样呢。

华理小妮 · 发表于 Post on 2020-7-15 10:27:30

喵星大佬发表于 2020-7-15 02:22
你对这个结构做振动分析有虚频嘛？为什么怎么看怎么像酸碱反应的过渡态

没有做过呢

喵星大佬 · 发表于 Post on 2020-7-15 10:34:03

华理小妮发表于 2020-7-15 10:27
没有做过呢

如果你要的是稳定复合物的极小点结构，那必须做振动分析确定没有虚频，如果有虚频则可能是一个过渡态结构。

华理小妮 · 发表于 Post on 2020-7-15 11:16:07

喵星大佬发表于 2020-7-15 10:34
如果你要的是稳定复合物的极小点结构，那必须做振动分析确定没有虚频，如果有虚频则可能是一个过渡态结构 ...

是所有计算稳定复合物的极小点结构都需要做振动分析确定没有虚频吗，我之前有计算过非极性有机试剂中两个分子的结合单点能大小，这个也要计算做震动分析吗

sobereva · 发表于 Post on 2020-7-16 10:48:44

华理小妮发表于 2020-7-15 10:25
sober老师，A 、B单体状态选择的是A以质子解离状态存在，B以结合质子的状态下存在，可见下图。
但是我们 ...

由于A-、B+都带净电，静电相互作用很强，算出来比上面那两个羧基靠氢键作用更强是正常的事

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