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[Gaussian/gview] 求助:如何得到有机胺结构能量最低,最靠近实验pka的结构

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我是量子化学初学者,目前在学gaussian16,遇到问题就是在搜寻有机胺(比如说1-二甲氨基-2-丙醇)合适的结构的时候,发现能量最低的,并不是最靠近pka的,而是pka值最大的,并且也遇到部分胺不管怎么找优化结构,都没办法靠近实验的pka值,所以想问一下,这个时候到底是以能量最低为准,还是以靠近pka为准?使用的关键词为opt=tight freq b3lyp/6-311++g(d,p) scrf=(smd,solvent=water) scf=qc nosym,有可能是选择的基底有问题吗?

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发表于 Post on 2022-5-17 17:35:48 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 妙角不脆 于 2022-5-17 17:43 编辑

你说的这个合适结构是怎么个合适法?本身指代不明。如果谈论的是优势构象的话确实是以能量为标准。
pKa只是你这个关键词也算不出来,不知道你是怎么算的。

基组完全不需要用这么大,6-31+G*足够,scrf里水是默认溶剂可以不写solvent=water,SMD模型对优化来说可能有难以收敛的情况,用默认的就可以。

SCF=QC毫无必要,对有机胺来说nosym也没必要,因为没啥明显的对称性。可以看以下博文和讨论:

http://sobereva.com/61
http://bbs.keinsci.com/thread-5032-1-1.html
http://sobereva.com/297

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-5-17 17:56:05 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 beijudw 于 2022-5-17 17:58 编辑
妙角不脆 发表于 2022-5-17 17:35
你说的这个合适结构是怎么个合适法?本身指代不明。如果谈论的是优势构象的话确实是以能量为标准。
pKa只 ...

符合实际实验的结构,计算pka是按照卢天老师那个计算pka的公式计算的,计算得到气态和溶液状态的AH,A电子能量和自由能。最靠近pka的结构和最低的能量结构都能得到,但是这两个不是同一个,而且遇到不管怎么优化结构计算pka的值,都靠近不了实验pka值,大概差了0.6左右。不收敛的情况倒是没有遇到过。

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发表于 Post on 2022-5-17 18:01:38 | 只看该作者 Only view this author
beijudw 发表于 2022-5-17 17:56
符合实际实验的结构,计算pka是按照卢天老师那个计算pka的公式计算的,计算得到气态和溶液状态的AH,A电 ...

0.6感觉还可以了,毕竟DFT的精度也没到那么高。还有可能不同的构象都有贡献,需要算个权重。

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发表于 Post on 2022-5-17 18:29:17 | 只看该作者 Only view this author
你当前计算级别对于做构象搜索根本不够,仔细看molclus相关帖子里的例子都用什么计算级别怎么做的构象搜索:
构型和构象搜索程序Molclus主页:http://www.keinsci.com/research/molclus.html
使用molclus程序做团簇构型搜索和分子构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-577-1-1.html
gentor:扫描方式做分子构象搜索的便捷工具
http://bbs.keinsci.com/thread-2388-1-1.html
将Confab或Frog2与Molclus联用对有机体系做构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-20063-1-1.html
使用Molclus结合xtb做的动力学模拟对瑞德西韦(Remdesivir)做构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-16255-1-1.html

并且仔细看此文了解怎么像样地算溶剂环境下的自由能
谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算
http://sobereva.com/327http://bbs.keinsci.com/thread-3345-1-1.html

通常来说,找对溶液环境中最稳定的构象的难度比算准pKa更低。
以不理想的方式计算,极可能能量较高的构象恰好pKa和实验最接近,这纯属巧合性的错错得对,根本什么都说明不了。

鉴于你计算构象能量差用的计算级别都很不理想,pKa的计算合理性堪忧。

另外,最低一批构象自由能相近时,上面的人说的权重平均问题应当考虑。

北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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思想家公社的门口Blog:http://sobereva.com(发布大量原创计算化学相关博文)
Multiwfn主页:http://sobereva.com/multiwfn(十分强大、极为流行的量子化学波函数分析程序)
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=tiKE0qkAAAAJ
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-5-17 18:45:47 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 beijudw 于 2022-5-17 18:48 编辑
妙角不脆 发表于 2022-5-17 18:01
0.6感觉还可以了,毕竟DFT的精度也没到那么高。还有可能不同的构象都有贡献,需要算个权重。

好的,谢谢老师

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-5-17 18:47:51 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2022-5-17 18:29
你当前计算级别对于做构象搜索根本不够,仔细看molclus相关帖子里的例子都用什么计算级别怎么做的构象搜索 ...

好的,谢谢sobereva老师

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-5-17 19:06:16 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 beijudw 于 2022-5-17 19:11 编辑
sobereva 发表于 2022-5-17 18:29
你当前计算级别对于做构象搜索根本不够,仔细看molclus相关帖子里的例子都用什么计算级别怎么做的构象搜索 ...

老师,您好,我还有一个问题,就是进行结构搜索的时候,需要考虑分子内成键使能量变低吗?比如说这样的,优化结构之后的N - H距离为2.37左右,实际N-H键长为1.025左右,这个距离是分子内成键吗?file:///C:/Users/wd/Desktop/Z~ETRA%5B6MS(FIY4URCGVXCI.png

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发表于 Post on 2022-5-18 13:05:52 | 只看该作者 Only view this author
这种有显著的氢键作用的体系,是不是加个 em=gd3bj 好些……
现代化学以狄拉克的一句“一切化学问题业已解决”为嚆矢。滥觞于经验主义传统的期望正失去它们的借鉴意义。但面对看似不可达的通往天堂之阶梯,我想循伍德沃德“最好的模型是你底物的对映异构体”的信仰好过过早地振翮。
我们怀揣热忱的灵魂天然被赋予对第一性的追求,不屑于单一坐标的约束,钟情于势能面彼端的芬芳。但

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发表于 Post on 2022-5-18 22:09:03 | 只看该作者 Only view this author
beijudw 发表于 2022-5-17 19:06
老师,您好,我还有一个问题,就是进行结构搜索的时候,需要考虑分子内成键使能量变低吗?比如说这样的, ...

内氢键显然得考虑
画个IRI图就知道有没有内氢键存在
使用IRI方法图形化考察化学体系中的化学键和弱相互作用
http://sobereva.com/598http://bbs.keinsci.com/thread-23457-1-1.html

内氢键键能还能按下文的做法直接估计出来
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/513http://bbs.keinsci.com/thread-14600-1-1.html

内氢键存在与否对构象能量影响甚大,诸如下文做构象搜索得到的最稳定结构里就明显有内氢键
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-5-19 15:37:23 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2022-5-18 22:09
内氢键显然得考虑
画个IRI图就知道有没有内氢键存在
使用IRI方法图形化考察化学体系中的化学键和弱相互 ...

好的 谢谢老师

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-5-19 15:43:20 | 只看该作者 Only view this author
北大-陶豫 发表于 2022-5-18 13:05
这种有显著的氢键作用的体系,是不是加个 em=gd3bj 好些……

好的,我加上试试,谢谢

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-5-19 15:58:01 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2022-5-18 22:09
内氢键显然得考虑
画个IRI图就知道有没有内氢键存在
使用IRI方法图形化考察化学体系中的化学键和弱相互 ...

老师,那搜寻构象的时候,是把所有结构能量都对比,还是说除开有内氢键的,还是说具体的看文献说明该物质是否存在内氢键?

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发表于 Post on 2022-5-19 22:43:44 | 只看该作者 Only view this author
beijudw 发表于 2022-5-19 15:58
老师,那搜寻构象的时候,是把所有结构能量都对比,还是说除开有内氢键的,还是说具体的看文献说明该物质 ...

一起对比
通常能量低的都有内氢键,因为有内氢键能量才比其它的更低
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-5-20 10:12:10 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2022-5-19 22:43
一起对比
通常能量低的都有内氢键,因为有内氢键能量才比其它的更低

好的,非常感谢老师的解答

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