提问-对于一篇有机方法学文章内DFT计算中ΔΔG计算方法的讨论

Lincorn

各位老师好，我最近阅读了一篇有关手性硫催化的烯烃不对称亲电氯碳环化反应的文章（文献信息：ACS Catal. 2025, 15, 11, 9452–9463）
作者进行了DFT计算来标明其手性的控制步骤和来源，其中涉及了4个关键的过渡态，并且作者讨论了其中两个过渡态的ΔΔG，通过比对发现和实验高度吻合（DFT势能图如下），据此我想向各位老师们求助几点关于这个势能图的疑惑：
1. IM1-IIc和IM1-IIIc的能量显著低于IM1-II和IM1-III，是否意味着反应的热力学方向会更倾向于走IM1-IIc和IM1-IIIc而不是右边的IM1-II和IM1-III路径呢？
2. 作者通过直接比较TSIIIc和TSII的吉布斯能量差值得出他ΔΔG值为1.2 kcal/mol，这样计算的ΔΔG是否合理？在我看来TSIIIc路径的过渡态能量应当是它本身的能量减去IM1-IIIc的能量（即为11.5 kcal/mol)，而TSII路径的过渡态能量应当为5.2 kcal/mol，这样计算出来的ΔΔG值为6.3 kcal/mol，不知道哪种计算方式才是正确的呢？
3. 如果遇到了像上文所表述的，两个相反手性的过渡态其中一个热力学占优，另一个动力学占优的情况下，如何通过计算去拟合实验的结果呢？
十分感谢各位老师的解惑！

sai77

I和Ic是非对映异构体，各自是独立的路径，Ic只能往左，I只能往右

Accelerator

如果I与Ic能快速转化，则TSII占优。否则反应选择性由生成I或Ic的步骤决定。

Lincorn

Accelerator 发表于 2026-3-2 12:07
如果I与Ic能快速转化，则TSII占优。否则反应选择性由生成I或Ic的步骤决定。

那请问下这它这个ΔΔG的计算是否合理呀，可以直接这么相减么，因为我也遇到了类似的问题，他这个DFT把我迷糊住了

Lincorn

sai77 发表于 2026-3-2 09:11
I和Ic是非对映异构体，各自是独立的路径，Ic只能往左，I只能往右

请问老师它如果是两条独立的路径的话，手性诱导的理论值ΔΔG可以直接这么计算么

sai77

Lincorn 发表于 2026-3-2 22:51
请问老师它如果是两条独立的路径的话，手性诱导的理论值ΔΔG可以直接这么计算么

直接减应该不对，应该按你说的方法计算

Lincorn

sai77 发表于 2026-3-6 11:12
直接减应该不对，应该按你说的方法计算

明白了，谢谢老师

蛟龙翼微躬

原文的计算方法才是正确的，底物与配体结合形成IM-1(or IM-1c)的过程是可逆的，而IM-1(or IM-1c)生成产物的能垒是更大的，因此生成产物的速率是要远小于IM-1与IM-1c转化的速率的，这就符合了Curtin-Hammett原理，据此原理计算两种产物的比率时就是直接用生成两种产物过渡态的吉布斯自由能直接相减的，具体的推导过程可以看wiki：https://en.wikipedia.org/wiki/Curtin%E2%80%93Hammett_principle