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
zzz完成签到,获得积分10
1秒前
young完成签到 ,获得积分10
3秒前
drdrde4u完成签到,获得积分10
5秒前
务实小鸽子完成签到 ,获得积分10
5秒前
by完成签到,获得积分10
6秒前
mayday完成签到,获得积分10
8秒前
丰富山灵完成签到,获得积分10
9秒前
多余完成签到,获得积分10
11秒前
YCu完成签到 ,获得积分10
13秒前
zehua309完成签到,获得积分10
13秒前
玥瑶发布了新的文献求助20
13秒前
青鱼完成签到,获得积分10
14秒前
fosca完成签到,获得积分10
15秒前
Loststar完成签到,获得积分20
16秒前
11完成签到 ,获得积分10
17秒前
Yi完成签到,获得积分10
18秒前
糊辣鱼完成签到 ,获得积分10
20秒前
科研韭菜完成签到 ,获得积分10
20秒前
我有一个梦想完成签到,获得积分10
21秒前
宫跃然完成签到,获得积分10
22秒前
Holybot完成签到,获得积分10
23秒前
潇湘阁我爱吃完成签到,获得积分10
24秒前
十三应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
科奇应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
顺心紫南完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
chi完成签到 ,获得积分10
28秒前
花花猪1989完成签到,获得积分10
28秒前
暖暖的禾日完成签到,获得积分10
30秒前
XL神放完成签到 ,获得积分10
30秒前
为妳铭记完成签到 ,获得积分10
31秒前
32秒前
LUCKY完成签到 ,获得积分10
32秒前
fy完成签到,获得积分10
34秒前
牵绊完成签到 ,获得积分10
35秒前
好名字完成签到,获得积分10
35秒前
张龙雨完成签到,获得积分10
35秒前
清秀凡霜完成签到,获得积分10
38秒前
15122303完成签到,获得积分10
39秒前
ioio完成签到 ,获得积分10
39秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
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 3968578
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3513406
关于积分的说明 11167631
捐赠科研通 3248853
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794499
邀请新用户注册赠送积分活动 875150
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804671