有机小分子不对称催化体系，如何选择计算精度

typ_gauss

本人对于一个有机小分子不对称催化体系进行了研究，采用如下方法计算，SMD(solvent)/B3LYP-D3(BJ)/6-311+G**(SDD for Br)//B3LYP-D3(BJ)/6-31G*(SDD for Br) level of theory at 218.15 K. 实验能量差为1.4 kcal/mol，计算为1.7kcal/mol，审稿人说计算精度不够，这个真的精度不够吗？如果只把单点能换成SMD(solvent)M062X-D3/def2TZVPP(SDD for Br)计算可以解决吗？原子近200个，重新换方法优化气相结构感觉有点浪费时间。
顺便想一问下，当拿到一个需要计算的反应体系，请问一般如何判断需要什么精度呢？谢谢

KazusaT

几kcal/mol已经属于B3LYP-D3(BJ)的误差范围了吧，能跟实验对的好不一定说明能量精度高
坚持使用B3LYP算有机体系能量的人的下场

像这种体系（几十个原子），用wB97XD或B3LYP-D3(BJ)结合6-311G**或def-TZVP优化，然后M06-2X或wB97M-V或双杂化泛函结合def2-TZVP算单点，妥妥的，耗时不很高精度又满足一般研究需要，哪个审稿人也挑不出毛病（真碰见有找茬的可以轻易怼回去）。

sobereva

审稿人缺乏基本的计算化学常识。如此小的误差，哪来的精度不够，直接怼回去
当前的结果和实验差异那么小，已经很可能有明显的误差幸运抵消的运气成分了，换成原理上精度更高的级别反倒误差还可能更大

看下文以及提到的benchmark文章了解计算精度的常识
谈谈量子化学研究中什么样的benchmark才有意义
http://sobereva.com/554（http://bbs.keinsci.com/thread-17826-1-1.html）

typ_gauss

KazusaT 发表于 2026-5-24 00:55
几kcal/mol已经属于B3LYP-D3(BJ)的误差范围了吧，能跟实验对的好不一定说明能量精度高
坚持使用B3LYP算有 ...

感谢指点。

typ_gauss

sobereva 发表于 2026-5-24 02:30
审稿人缺乏基本的计算化学常识。如此小的误差，哪来的精度不够，直接怼回去
当前的结果和实验差异那么小， ...

谢谢sob老师的回答。经过构象搜索，当前级别确实算出来和实验值是比较吻合的，就像您说的确实很可能有明显的误差抵消。
我可能之前表述得不够准确，审稿人的原话是：‘the accuracy of DFT calculation level is not good enough to account for the small energy difference of enantiomeric excess.’ 他是质疑该方法本身的精度就不足以处理这种微小能量差。
我目前在考虑3种处理方式，想向您请教一下：
1.找benchmark文献证明可行性。
2.换方法算，但换方法话我不是很清楚的是能否只算一下单点能，还是说必须优化的方法也换掉？
3.还有就是根据您的回答，再计算其他方法比较能量差(这种比较应该可以就用现有的气相计算结构吧)，尝试说明b3lyp-d3bj方法负负得正，相当于用实验值做benchmark？所以用该方法来算整个反应路径是合理的。
谢谢！

sobereva

typ_gauss 发表于 2026-5-24 10:44
谢谢sob老师的回答。经过构象搜索，当前级别确实算出来和实验值是比较吻合的，就像您说的确实很可能有明 ...

几何优化对计算级别敏感度远低于能量，如果对比其它级别的结果，换单点的级别就够了。可以再用一两个其它也比较合适的泛函进行计算，试图对当前结果予以佐证、增加说服力。既然原子数近200个，除非对体系充分简化，否则一般也不可能用更稳健的诸如NEVPT2、DLPNO-CCSD(T)计算。

量子化学计算的精度十分取决于计算的问题。如果比较两个构型能量差，这俩构型的成键数目和成键特征极为类似，相当于等键的异构化反应，可以达到很高精度、有望区分零点几kcal/mol的能量差异。但如果计算难算的，比如过渡金属配体解离能，那误差会高一个数量级。