螺烯莫比乌斯环的手性翻转如何初猜过渡态以及能垒计算

江月待何人

我目前在重复该篇文献(DOI: 10.1039/D5QO01741F)分子中螺烯单元的手性翻转能垒，体系有210个原子，是由三个五螺烯连接而成的，同时带有12个酯基侧链。

（1）目前已经根据文献SI内的坐标完成了基态的结构优化SMD(ethanol)-B3LYP/6-31G(d,p)，随后计算了单点能SMD(ethanol)-B3LYP-D3(BJ)/6-311G(d,p)，从两次log文件中我通过公式G(高) = E_elec(高) + (G_corr(低) - E_elec(低))得到的C2-3与D3-3自由能相差45kJ/mol，但是文献里是25kJ/mol，对比发现文献里对温度另有要求，现在在加了温度的关键词重新使用SMD(ethanol)-B3LYP-D3(BJ)/6-311G(d,p)做频率计算，后续再从输出文件中直接提取自由能数据，思路是否准确     
         

（2）其次，也是非常重要的一点我在搜索过渡态的时候遇到了极大的困难，经过查阅最初始计算螺烯过渡态的文献（Can. J. Chem., 2016, 94, 1133-1143），我用AM1方法和DFT方法重复简单四螺烯和五螺烯是可以的，通过扭转很容易可以给出过渡态初猜结构，但是该螺烯莫比乌斯环分子的手性翻转过渡态难以扭转，也难以通过柔性扫描得方式固定扫描某一二面角，因为其是一个协同转动的过程，文献中报道的是使用模拟退火给出的初猜过渡态，但并没有说明具体使用的什么软件或者程序，我在网上寻找了很多相关的退火，不论用Gaussian相关程序，还是MS退火，都未能成功，老师推荐如何去做该分子的模拟退火给出初猜过渡态吗？

（3）由于一直无法给出初猜过渡态，我先使用文献里的过渡态TS1，TS2坐标进行过渡态优化，目前TS1使用1天便优化成功，但是TS2至今未成功（接近3天），且TS1输出文件里给出的自由能数据与基态相差很大，5000多kJ/mol（见上图），已经大于正常反应的能垒，我不是很清楚问题所在

以上问题还烦请老师指点，如帖子内容有不当之处，还请老师批评指正，相关输入文件已经附上。

  

sobereva

不要在本论坛里交流计算化学问题时提到“问了AI”，注意看置顶的社员必读贴，已把你帖子里相关文字删除，以后注意

sobereva

注意看此文，该说的都说了
谈谈重复不出来计算化学文献里的数据的可能原因
http://sobereva.com/678（http://bbs.keinsci.com/thread-38911-1-1.html）

G(高) = E_elec(高) + (G_corr(低) - E_elec(低)) 完全意义不明。怎么正确计算自由能下文明确说了
使用Shermo结合量子化学程序方便地计算分子的各种热力学数据
http://sobereva.com/552（http://bbs.keinsci.com/thread-17494-1-1.html）

当前问题跟M$没有任何联系，Gaussian也不支持退火

螺烯手性反转靠恰当的柔性扫描足矣获得合理的过渡态初猜结构，北京科音中级量子化学培训班（http://www.keinsci.com/KBQC）讲IRC的部分专门给了例子，扫幻灯片里标的二面角即可


如果对当前体系还是实在搞不定，建议用ORCA跑NEB或者用xtb结合额外脚本跑DE-GSM得到反应路径、过渡态初猜，都是给两个极小点结构即可跑。北京科音高级量子化学培训班（http://www.keinsci.com/KAQC）里深入讲ORCA的部分、讲xtb的部分分别给了详细介绍和具体的例子。比用退火的方式强多了。

江月待何人

sobereva 发表于 2026-4-21 17:01
注意看此文，该说的都说了
谈谈重复不出来计算化学文献里的数据的可能原因
http://sobereva.com/678（htt ...

好的好的，谢谢老师