用于代替柔性扫描+过渡态自动搜索的Python脚本（解决RedCar failed问题

peifanli

在做丝氨酸蛋白酶催化机理的QM计算时，需要扫描质子从SER-OG转移到HIS-NE2的过程来寻找过渡态初猜。使用Gaussian的opt=(modredundant)柔性扫描功能时，反复遇到以下报错：
New curvilinear step failed
RedCar failed.
尝试过改变原子冻结方式，扫描步数、步长，调整结构等方法依然不能解决，或者换其他结构时仍反复出现。
看到sob老师说将每一步做限制性优化，以此为灵感写了本脚本。

脚本功能：

• 从gjf文件自动读取坐标（支持带冻结标志的5列格式）
• 根据两原子初始距离和目标距离自动计算扫描步数
• 依次提交每步约束优化，实时输出能量
• 扫描完成后自动判断能量拐点（要求左右两侧能量均低于该点）
• 找到拐点后自动生成并提交过渡态搜索输入（可自定义，代码）
• 自动检查TS搜索结果：虚频数量、是否收敛、是否报错
  

使用方法：只需修改脚本顶部的用户配置区，填写gjf文件路径、两个原子编号、目标距离和步长，其余全自动处理。在终端输入python运行命令即可。

本人没有系统学过计算机编程，若使用过程中有问题欢迎批评并交流

peifanli

Daniel_Arndt 发表于 2026-4-27 20:48
我一般会用Gaussian 16里的generalized internal coordinates来实现这种scan。如果scan的结果还不行的话， ...

之前用ORCA的NEB太慢了，不知道是不是我设置有问题，后来体系一百多个原子的时候没再用过，怕算不动

peifanli

wal 发表于 2026-4-27 18:06
对，就是这个意思。顺便也应该guess=read读一下波函数，不然对于某些体系可能收敛歪出去

guess=read脚本里有的，每新的一步都会读前一步的波函数

Daniel_Arndt

我一般会用Gaussian 16里的generalized internal coordinates来实现这种scan。如果scan的结果还不行的话，我会考虑用ORCA的NEB功能。

wal

peifanli 发表于 2026-4-27 18:02
好像明白您的意思了，我根据初始坐标生成了一系列输入文件。但其实应该等上一步结束后再提取坐标，写输入 ...

对，就是这个意思。顺便也应该guess=read读一下波函数，不然对于某些体系可能收敛歪出去

peifanli

wal 发表于 2026-4-27 17:19
不错的脚本。提个问题点：如果你的目的是柔性扫描，那么过程中每一步除了待扫描的坐标以外，周围的基团也是 ...

好像明白您的意思了，我根据初始坐标生成了一系列输入文件。但其实应该等上一步结束后再提取坐标，写输入文件。谢谢您的意见

wal

不错的脚本。提个问题点：如果你的目的是柔性扫描，那么过程中每一步除了待扫描的坐标以外，周围的基团也是在做调整的，所以如果你以初始结构一次拉到底，可能会出现（1）后期的点，一些原子直接撞上。撞车的基团理论上应该随着柔性扫描步进而不断调整构象（2）跨过了一些本来不该跨过的能垒形成产物。
可能比较抽象，我举个例子，假如六螺烯能找到一些反应坐标扫描翻转过渡态，那你扫到一半的时候两个苯环百分之百撞车