怎样计算一个有机分子中质子供体的酸性和质子受体的碱性?

xiaojingling016 · 发表于 Post on 2020-8-20 10:42:24

现在算的一个有机分子中有个质子供体羟基和质子受体N原子，想计算质子供体的酸性和质子受体的碱性，不知道怎样计算。

wzkchem5 · 发表于 Post on 2020-8-20 16:07:10

比如假设你要算一个分子AH的酸性，那么可以算反应AH + B -> [A]- + [BH]+的Gibbs自由能，其中B是你的溶剂，然后按deltaG=-RTlnK就得到pKa了。注意选择准确的溶剂模型，另外各个分子附近需要加足够多的溶剂分子进行显式溶剂化。
碱性同理

xiaojingling016 · 发表于 Post on 2020-8-20 20:46:36

谢谢您的回答，常看到文献中说：在光激发后，分子体系的电子重新分配使得质子供体酸性和质子受体碱性都变强。酸性/碱性的增强为分子体系内发生ESIPT过程提供了更强的驱动力。出于好奇，就想算算是不是质子供体酸性和质子受体碱性都变强了。

sobereva · 发表于 Post on 2020-8-20 22:46:35

如果质子在溶剂B中的溶解自由能是已知的，就没必要在计算方程中纳入B和BH+

对于同一个分子在不同情况下对比，通过与pKa有关的量就能讨论，比如可以用Multiwfn计算体系在H原子核位置的静电势（扣除这个氢的自身原子核的贡献），数值越负说明对H+结合越牢，pKa越大

对于pKb更简单了，直接用Multiwfn做个分子表面静电势分析就完了，仔细看
使用Multiwfn的定量分子表面分析功能预测反应位点、分析分子间相互作用
http://sobereva.com/159

文献中的应用实例

xiaojingling016 · 发表于 Post on 2020-8-21 08:17:34

感谢sobereva老师，您的回答对我这个问题太有用了。

wzkchem5 · 发表于 Post on 2020-8-21 20:42:08

xiaojingling016 发表于 2020-8-21 08:17
感谢sobereva老师，您的回答对我这个问题太有用了。

注意如果同一篇文章既需要算pKa也需要算pKb，尤其是需要相互比较的话，那么要么都按sob老师说的第一种方法算，要么都按第二种方法算，这样误差容易抵消

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[综合交流] 怎样计算一个有机分子中质子供体的酸性和质子受体的碱性?