计算有机化学前沿与应用

第一章第二章GaussianView软件基本操作第三章Gaussian09第四章计算有机化学应用实例（热力学性质）第五章计算有机化学应用实例（动力学性质）第六章实践与汇报出勤20%50（共三次课程实践30ExploringChemistrywithElectronicStructureMethods(SecondEdition).JamesB.Foresman,AEleenFrish.Gaussian,Inc.1996.Frisch,GaryW.Trucks.Gaussian,Inc.2004.ComputationalOrganicChemistry.StevenBachrach.JohnWiley&SonsInc.理论基理论基(设备基础

直接目应用目量子力学奠基人之一的Dirac在1929说"Thefundamentallawsnecessaryforthemathematicaltreatmentoflargepartsofphysicsandthewholeofchemistryarethusfullyknown,andthedifficultyliesonlyinthefactthatapplicationoftheselawsleadstoequationsthataretoocomplextobesolved"因处理实际分子在数学上的。Dirac本1952年H.Schull等三人用手摇计算机花两年有人断言：用尽世界上的纸张恐亦无法完成50年代末，大型计算机的浮点运算速度为0.01Mflops，仅及P41/20000量子化学从二十世纪30年代初的理论奠基到90年代末在计算技术与应用上的成熟，这是几代杰出理论化学家不懈努力的结化学在化学和整个自然科学中的重要地位被（瑞 公告JohnPople’s瑞典颁奖文件评价JohnPoplehasdevelopedquantumchemistryintoatoolthatcanbeusedbyteralchemistandhastherebybroughtchemistryintoanewerawhereexperimentandtheorycanworktogetherintheexplorationofthepropertiesofmolecularsystems.Chemistryisnolongerapurelyexperimentalscience.2013年化学量量化计算在有机化学顶级中的NatureChem.2014,6,势能曲线——催化剂活化、NatureChem.2014,6,量量化计算在有机化学顶级中的J.Am.Chem.Soc.2014,136, J.Am.Chem.Soc.2014,136, J.Am.Chem.Soc.2014,136,Gaussian程序的功 Gaussian可用来预测气相和液相条件下，分子和化学分子的能量和结过渡态的能量和结振动频红外和光（包括预热化学性成键和化学反应能

化学反应路分子轨原子电电多极NMR和磁化系自旋－自旋耦合常振动圆二色性强Gaussian程序的功 电子圆二色性强g张量和超精细光谱的其它张旋光振动－转动耦非谐性的振动分析和振动－转动耦电子亲和能和电离极化率和超极化率(静态的和含频的各向异性超精细耦合常静电势和电子密程序输入文件示#pm06/def2tvzpoptfreqscrf=(smd,solvent=Methanol)-2PPNCCCa“化学精度”计a50H-in50H-inH++0r=0.990,sd=1.7pKaunitsfor105differentorganicpr0cip30apK(Experimental“化学精度”计算的主要内在298K下，键的均裂需要的能量，被定义为分子AB的键离解能(BondDissociationEnergy)，也叫均裂能。A-B(g)A(g)B(g)HFDFT、MP2ONIOM分层方MorokumaMorokuma发展ONIOM的分层方 A=6.760, E(ONIOM-G3B3)=E[A]+△(+)+△(2df,p)+△(+)=E[B]-E[A],△(2df,p)=E[C]-△(QCI)=E[D]-E[A],△=E[E]-E[C1]-ONIOM-G3B3与B3LYP方法比TotalTotaly=x-0.8,r=0.974,sd=1.4BDEBDE(Exp)Totaly=x+8.6,Totaly=x+8.6,r=0.835, BDEBDE(Exp) BDE(ONIOM-G3B3) BDE(B3LYP)DNA和RNA分子自由基损伤机氧化反应发生在糖环，选择性的夺氢形碳自由基，重排，损伤断链，准确的C(N)-H键解离能值有助于了解因夺准确的氧化还原电动势值有助于了解因子转移导致的损伤机Li,;Liu,Fu,Guo,;J.Phys.Chem.B,2005,109,Li,Liu,Wei,Fu,Guo,;J.Phys.Chem.B,2006,110,酸碱平衡常数的理论计机化合物的基本参数之一。 +Fu,Fu,Liu,Li,Guo.J.Am.Chem.Soc.,2004,126(3),814-822溶剂化模CalculationofSolvationFreeEnergyof2 G*solvationDMSO(Exp:-0-12(Exp:-01-2MeSOCH-1(Exp:-20-12inH++afor105differentorganicr=0.990,sd=1.7pKpK(Experimentala0a apK(first-principlea氧化还原电位的理论计+Fu,Fu,Liu,Yu,Wang,Guo,J.Am.Chem.Soc.2005,127,研究目还原电位非常Molecule 气相绝热电离能IP(Exp)=IP(B3LYP)+0.28rIP(Exp)=IP(B3LYP)+0.28r=0.989,sd=0.14,NIPIP(Exp)876 IP(B3LYP)IP(Exp)=IP(B3LYP)+0.28乙腈溶液fpKpK(exp)=42.3+ar=0.976,sd=1.0,N=f=pKpKa- - - - - - - - 当f =1.20时有最高相关系数(r=0.976)和最低的标准偏差(sd=1.0pKa单位)计算结E0E0(Exp)=E0(Calc)+0.02r=0.989,sd=0.17,N3(Exp)(Exp)10---- - - E0(Calc)

CC ----2.00-1.50-1.00-0.500.00+0.50+1.00+1.50