Predicting Solvent Effects on SN2 Reaction Rates – Comparison of QM/MM, Implicit and MM Explicit Solvent Models

SN2反应 溶剂化 溶剂 反应速率常数 化学 溶剂模型 溶剂效应 热力学 水溶液 COSMO-RS公司 产量(工程) 计算化学 反应速率 物理化学 有机化学 物理 动力学 离子液体 量子力学 催化作用
作者
Mackenzie Taylor,Haibo Yu,Junming Ho
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2022-qzpv9
摘要

Solvents are one of the key variables in the optimisation of a synthesis yield or properties of a synthesis product. In this paper, contemporary solvent models are applied to predict the rates of SN2 reactions in a range of aqueous and non-aqueous solvents. High-level CCSD(T)/CBS//M06-2X/6-31+G(d) gas phase energies were combined with solvation free energies from SMD, SM12 and ADF-COSMO-RS continuum solvent models as well as molecular mechanics (MM) explicit solvent models with different atomic charge schemes to predict the rate constants of three SN2 reactions in eight protic and aprotic solvents. It is revealed that popular solvent models struggle to predict their rate constants to within 3 log units of experimental values and deviations as large as 7.6 log units were observed. Amongst the implicit solvent models, the ADF-COSMO-RS model performed the best in predicting absolute rate constants with an average accuracy of 1.5 log units while the SM12 and CGenFF/TIP3P MM explicit solvent models were most accurate in the prediction of relative rate constants in different solvents due to systematic error cancellation. Free energy barriers obtained from umbrella sampling with explicit solvent QM/MM simulations led to excellent agreement with experiment provided that a validated level of theory is used to treat the QM region.
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
刚刚
耍酷的翠曼完成签到,获得积分10
1秒前
南宫清涟完成签到,获得积分10
1秒前
haomozc完成签到,获得积分10
2秒前
科目三应助冰霜采纳,获得10
2秒前
温暖宛筠完成签到,获得积分10
2秒前
霸气的雪糕完成签到 ,获得积分10
2秒前
啵啵啵完成签到 ,获得积分10
3秒前
俊逸吐司完成签到 ,获得积分10
3秒前
朵朵完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
benbenx完成签到,获得积分10
4秒前
qwertyuiop完成签到,获得积分10
4秒前
weber完成签到,获得积分10
4秒前
Silone完成签到,获得积分10
4秒前
华仔应助君无邪采纳,获得10
5秒前
lipeng完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6应助betterme采纳,获得10
6秒前
幽默慕卉发布了新的文献求助10
6秒前
刻苦的冬易完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
TJTerrence完成签到,获得积分10
6秒前
LEE123完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
dagongren完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Endeavor完成签到,获得积分10
8秒前
suzhenyue应助harden9159采纳,获得10
8秒前
王平安完成签到 ,获得积分10
8秒前
Jenny完成签到,获得积分10
8秒前
Wxl完成签到 ,获得积分10
9秒前
笙惗雪完成签到,获得积分10
9秒前
ning_qing完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
Inter09完成签到,获得积分10
11秒前
Aubrey完成签到,获得积分10
11秒前
sen完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
万能图书馆应助Maisie采纳,获得10
14秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5337004
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4474294
关于积分的说明 13923554
捐赠科研通 4369116
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2400580
邀请新用户注册赠送积分活动 1393641
关于科研通互助平台的介绍 1365542