求助：设计羰基偶联反应并研究其可行性的的思路及方法的指导

ekidona

具体问题是这样的：我查到了一篇有关催化羰基偶联的文章（https://doi.org/10.1039/D3QO00567D），并认为我或许能够基于这个研究的结果解决我现在碰到的问题。我的目标是利用文献中提到的方法修饰一链上含有羰基聚合物链。但由于位阻效应，修饰基团（含有羰基）大概并不能完全按照文章中提出的机理接枝到聚合物链上。于是我对文章提出的反应机理做了些修改，尝试引入SET（单电子转移）来实现修饰。接下来将要用计算化学验证我设计的反应机理的可行性，我的疑问如下：
1.如前所述，这种"看到某反应机理，觉得能解决问题，拿过来修改一番，再扔给计算化学软件验证可行性"的研究方式是可取的吗？（本人是大一的，对做研究没有任何经验，也缺乏一些常识）
2.考虑到聚合物链十分长，是不是应该截取反应中心附近的那一块来研究？
3.做几何优化：分配基组时给所截取的链的片段廉价的基组（6-31G**），催化中心（包含钼原子）给（def2-TZVP），钼原子用上SDD赝势基组。泛函采用B3LYP-D4（还是TPSS0-D4？）。这样的设计是否合理？
4.除了做优化，过渡态搜索，还需要做点什么别的计算吗（考虑到设涉及SET，但我对此了解还不多）？
5.各位老师还有什么别的建议吗？

Uus/pMeC6H4-/キ

认为我或许能够基于这个研究的结果解决我现在碰到的问题……这种"看到某反应机理，觉得能解决问题，拿过来修改一番，再扔给计算化学软件验证可行性"的研究方式是可取的吗？（本人是大一的，对做研究没有任何经验，也缺乏一些常识）

大一为什么会涉及这样复杂现实的课题，是搞什么科创竞赛之类的吗（类似http://bbs.keinsci.com/thread-10817-1-1.html的情形），导师教授乃至课题组其他人能提供多少线下面对面的指点？

这个学业阶段怎么想都还是打基础的阶段，我觉得应该先把无机有机结构物化分析之类的传统化学课程学透了再谈（除非是天赋异禀的化学竞赛生），论坛里面太多做计算化学的因为缺乏化学常识走了很多弯路……

ekidona

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2026-4-20 21:00
大一为什么会涉及这样复杂现实的课题，是搞什么科创竞赛之类的吗（类似http://bbs.keinsci.com/thread-10 ...

1.是的，我报名了学校的“挑战计划”项目备战挑战杯；
2.导师能提供的指点并不多，主要还是靠我在学习这些相关的知识；
3.您最后一句话说得十分在理，我搞这个项目时也走了一些弯路，但既然我已经参加了，我想先硬着头皮搞下去，期间恶补相关知识（在啃邢大本中）

sobereva

“催化中心（包含钼原子）给（def2-TZVP），钼原子用上SDD赝势基组” 这是矛盾的描述。本来def2-TZVP对钼就是赝势基组
如果你用最流行的量化程序Gaussian算，都不支持D4，谈B3LYP-D4都没意义。Gaussian用PBE0-D3(BJ)就可以。

SET和位阻之间没什么直接联系，无法对你的思路评论

截取聚合物片段作为模型体系做机理研究是标准做法，前提是聚合物其它部分确实能完全忽略。非反应部分很可能由于位阻、其它与反应物的相互作用而影响反应的进行

量子化学研究的是极微观环境的反应，现实当中思路是否可行还得考虑其它因素，如物质的稳定性、实际存在形态、扩散/吸附、溶解性、杂质等等


研究这种不算简单的问题前，必须先把量子化学的基本背景知识和计算相关知识系统学一遍，有了最基本的基础再说，否则会不断踩坑，寸步难行。北京科音初级量子化学培训班（http://www.keinsci.com/KEQC）是最快最理想的入门方式，包括对于本科生。

Uus/pMeC6H4-/キ

ekidona 发表于 2026-4-21 07:44
1.是的，我报名了学校的“挑战计划”项目备战挑战杯；
2.导师能提供的指点并不多，主要还是靠我在学习这 ...

我似乎看到了些危险信号。导师乃至课题组其他人在计算化学方面有多少经验/成果？当前项目中是谁以什么理由提出要应用计算化学方法做研究的？立项报告中计算化学部分有什么样的预期、分配了多少专用的时间、算力、软件授权等资源？

无论国内（http://bbs.keinsci.com/thread-41037-1-1.html）国外（https://matsci.org/t/how-to-calc ... -absorbed-gas/45141），在实验课题组中为了辅佐项目而被迫独自开荒计算化学，都是坑很大的经历。我不是在反对自学计算化学，但哪怕是纯粹出于自身兴趣爱好而愿意投入精力，也不适合一上来就考虑这种贴近现实工程的复杂化学反应问题。

Luciferly

从实验组的角度考虑，你这个应该先把实验做了再解释机理。聚合物的修饰和有机小分子不一样，你这有可能需要用到第一性原理计算。而且涉及到单电子转移也就是自由基的反应设计路径很麻烦。你最好先从溶剂，温度，配比这块先想想办法。大创的如果报的不是计算类课题，你做这些属于出力不出功。

ekidona

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2026-4-21 10:26
我似乎看到了些危险信号。导师乃至课题组其他人在计算化学方面有多少经验/成果？当前项目中是谁以什么理 ...

1.导师主要做的是第一性原理，比较少用到量化计算；
2.导师。导师认为我需要先用计算化学验证想法的可行性；
3.由2，计算化学从一开始只是为了验证、更正想法；时间未明确；算力为本人的电脑；使用ORCA。

Uus/pMeC6H4-/キ

ekidona 发表于 2026-4-21 13:00
1.导师主要做的是第一性原理，比较少用到量化计算；
2.导师。导师认为我需要先用计算化学验证想法的可行 ...

这样倒没我之前想的那么糟。我建议去读一读导师的既往文章、线下面对面聊一聊，看看都用了什么第一性原理软件做了哪些计算，最好能获得原始输入输出文件尝试重复出来，然后再考虑一下导师的经验和眼前的项目、思路、软件以及计算目标有多少关联，毕竟聚合物按周期性体系做第一性原理计算或者取孤立团簇做量子化学计算都有可能。

不是所有灵光一闪的点子都值得马上投入计算验证的，一个是具备一定的基础化学知识后可以排除筛选掉明显离谱的想法，再一个如果能从现有文献专著找到成功案例那更有说服力也更省事。