基于碰撞动力学模拟与过渡态搜索的中等规模双分子反应多反应机理自动探索方法
化学物理
2021-12-24 v2
摘要
我们开发了一种广泛适用的计算方法，用于自动探索双分子多反应机理。当前方法主要涉及高能 Born-Oppenheimer 分子动力学（BOMD）模拟与后续反应路径构建。引入了若干计算技巧，包括基于电子结构计算的反应区域筛选，以及在 BOMD 前采用监测原子距离的虚拟碰撞动力学模拟。这些预筛选步骤大幅减少了 BOMD 模拟中的轨迹数量并显著节省计算成本。采用隐马尔可夫模型结合改进的原子连接性矩阵来检测每条 BOMD 轨迹中的反应事件。从若干接近反应事件的几何结构出发，进行进一步的中间体优化与过渡态搜索。所提方法使我们能够自动构建中等规模双分子体系的复杂多反应机理。此处我们通过该方法在环境科学中两类原型反应（青霉素 G 阴离子 + H2O 与青霉素 G 阴离子 + OH 自由基反应）机理搜索中的表现，检验其可行性与效率。结果表明所提理论方法是中等规模化合物双分子反应机理自动搜索的有力方案。
引用
@article{arxiv.2108.03104,
title = {An automatic approach to explore multi-reaction mechanism for medium-sized bimolecular reactions via collision dynamics simulations and transition state searches},
author = {Qinghai Cui and Jiawei Peng and Chao Xu and Zhenggang Lan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.03104},
year = {2021}
}