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計算化学
遷移金属錯体触媒を用いた触媒反応におきまして、触媒と基質や反応剤が反応するときの予想遷移状態を計算しないといけないのですが、さっぱりわかりません。 Spartanというソフトを使用しているのですが、説明書が見つかりません。 いくつか計算してみたのですが、全く検討違いのものになってしまいました。 計算レベルは何を選んだらよいのでしょうか。 あるいは参考になるサイトなど教えていただけるとありがたいです。 よろしくお願いします。
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非常に簡単な系の計算例がのっています↓ http://www.cherry.bio.titech.ac.jp/msakurai/lecture/spartan.html Spartanでやったことがないから、同様にして錯体でもできるのか良く分かりませんが。 錯体のサイズ、入っている金属によって実行できる計算レベルは左右されますから、一概にこれとは言えません。 一般的には、B3LYPまたはBPW91 (93だっけ？）などの密度汎関数法を用い、6-31g(d)（diffuseも入れたほうが良いとは思うけど）以上の関数を用いる例が多いかと思います。 もっとも、計算が重くなりすぎる場合など、反応にあまり関与しない部分は3-21gなどで簡略化してしまうこともありますし、やはりやってみないとわからないところがありますね。 逆に、重原子はECPを使わないとうまく行かないかもしれません。 やはり、質問者さん自身で、類似の反応に関する計算の論文を探してきた方が良いと思いますよ。
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- anthracene
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あと、最初はあたりをつけるために、レベルの低い手法および安い基底関数でやってみる、ということもよくやります。 構造最適化の際など、いきなりハイレベル（DFT/6-311g+(d)とか）で始めるといつまでたっても終わらんけど、最初はHFくらいで最適化した後、獲られた構造から再びレベルの高い方法で計算すると収束する、ということがよくあります。 前にいた有機の先生は、最初はSpaltanで最適化してから、Gaussianに突っ込む、といっていました。 Spaltanはユーザーインターフェースが優れているのでモデルが作りやすいという利点があります。 大ばかGaussviewも見習って欲しい。
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ご回答ありがとうございました。 レベルの低い手法ではじめることはよくやりますが、それでも収束するのに時間かかります。。。 もっと早く計算できればなあといつも思います。
- anthracene
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いや、ためしにやってみられることは悪いことではないですよ。 たとえば、計算の専門家の方に相談するにしても、ぜんぜんやったこともないのでは、何を聞けばよいのか、自分の考えが妥当なのかということも分かりませんし。 何でも、最初はためしにやってみるのは良いことです。 その後、きちんと良く分かっている人にコンタクトを取りましょう。 なお、SPALTANは使用できる手法、基底関数に制限が多いので、きちんとやりたいのならGaussianかGAMESSを漬かった方が良いでしょう。 大学によっては、Gaussianはサイトライセンスを持っていることもあります。
お礼
ご回答ありがとうございました。 類似の論文を見てみましたが、Gaussianを用いており、Spartanで使用できない基底関数で計算してました。。。 サイトライセンス探したらありました！！ 入手に時間がかかりそうですが、教授に相談してみます。 いろいろありがとうございました。
- anthracene
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追記しますが、方法やレベルが妥当（と考えられる）のに結果が変、ということは、初期状態と生成系の構造の設定がおかしいのでしょう。 生成系と出発系をエネルギーミニマムを通りながらつながるパスを探索しているので、スタートとエンドが変だと、当然ですが得られる遷移構造は誤ったものとなります。 これは、Spartanに限らず、GAMESSだろうとGAUSSIANだろうと、何で計算しようとも遷移状態を求める場合の最大の問題です。 溶媒分子を配位させると合う、とか、会合を考慮するとあう、とかいろいろと考えなければならないことが山盛りです。計算化学といいながら、結局はやる人間の化学的思考に負うところが大きいですね。
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ご回答ありがとうございました。 きちんと勉強するとものすごい時間かかりそうですね。 やっぱりちょっと計算してみる感覚でやることではないですよね。。。 うちの大学の教授はすぐちょっと計算してみろって言うんです。。。
お礼
ご回答ありがとうございました。 教えていただいたサイト見てみましたが、どうもソフトのバージョンが違うらしく、同じ通りには計算を進めることはできませんでした。 でも、とても参考になりました。 使用しているバージョンではB3LYP/6-31G* (6-31G**、6-31+G*、6-311G*、6-311+G**、cc-pVTZ)の組み合わせしかありませんでした。この場合、使用したい金属を計算することはできませんでした。 BPW91(?)はありませんでした。 類似の論文を探してみます。 ありがとうございました。