Supramolecular Binding Thermodynamics by Dispersion‐Corrected Density Functional Theory

溶剂化 化学 密度泛函理论 从头算 热力学 隐溶剂化 色散(光学) 计算化学 统计物理学 分子 物理 量子力学 有机化学
作者
Stefan Grimme
出处
期刊:Chemistry: A European Journal [Wiley]
卷期号:18 (32): 9955-9964 被引量:1680
标识
DOI:10.1002/chem.201200497
摘要

The equilibrium association free enthalpies ΔG(a) for typical supramolecular complexes in solution are calculated by ab initio quantum chemical methods. Ten neutral and three positively charged complexes with experimental ΔG(a) values in the range 0 to -21 kcal mol(-1) (on average -6 kcal mol(-1)) are investigated. The theoretical approach employs a (nondynamic) single-structure model, but computes the various energy terms accurately without any special empirical adjustments. Dispersion corrected density functional theory (DFT-D3) with extended basis sets (triple-ζ and quadruple-ζ quality) is used to determine structures and gas-phase interaction energies (ΔE), the COSMO-RS continuum solvation model (based on DFT data) provides solvation free enthalpies and the remaining ro-vibrational enthalpic/entropic contributions are obtained from harmonic frequency calculations. Low-lying vibrational modes are treated by a free-rotor approximation. The accurate account of London dispersion interactions is mandatory with contributions in the range -5 to -60 kcal mol(-1) (up to 200% of ΔE). Inclusion of three-body dispersion effects improves the results considerably. A semilocal (TPSS) and a hybrid density functional (PW6B95) have been tested. Although the ΔG(a) values result as a sum of individually large terms with opposite sign (ΔE vs. solvation and entropy change), the approach provides unprecedented accuracy for ΔG(a) values with errors of only 2 kcal mol(-1) on average. Relative affinities for different guests inside the same host are always obtained correctly. The procedure is suggested as a predictive tool in supramolecular chemistry and can be applied routinely to semirigid systems with 300-400 atoms. The various contributions to binding and enthalpy-entropy compensations are discussed.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
凶狠的期待完成签到,获得积分10
1秒前
自然函发布了新的文献求助30
1秒前
JF123_完成签到 ,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
杨召发布了新的文献求助10
5秒前
didi完成签到,获得积分10
5秒前
keyby发布了新的文献求助10
7秒前
FashionBoy应助xdc采纳,获得10
12秒前
杨召完成签到,获得积分10
17秒前
大橙子发布了新的文献求助10
21秒前
酷波er应助陈昊采纳,获得10
25秒前
hcsdgf完成签到 ,获得积分10
27秒前
可取完成签到,获得积分10
28秒前
zss完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
heart完成签到 ,获得积分10
31秒前
32秒前
lingyu完成签到,获得积分10
33秒前
ym完成签到 ,获得积分10
34秒前
Masetti1完成签到 ,获得积分10
36秒前
jenny发布了新的文献求助10
37秒前
忧虑的静柏完成签到 ,获得积分10
38秒前
38秒前
强公子发布了新的文献求助10
42秒前
自由的远侵完成签到 ,获得积分10
50秒前
巧克力手印完成签到,获得积分10
51秒前
屈岂愈发布了新的文献求助10
51秒前
52秒前
大橙子发布了新的文献求助10
53秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
54秒前
jenny完成签到,获得积分10
55秒前
祁乐安完成签到,获得积分10
56秒前
naiyouqiu1989完成签到,获得积分10
57秒前
zjhzslq发布了新的文献求助10
58秒前
baoxiaozhai完成签到 ,获得积分10
59秒前
fy完成签到,获得积分10
1分钟前
强公子完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
song完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038128
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575831
关于积分的说明 11373827
捐赠科研通 3305610
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819255
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022