统计方法校正O3LYP方法计算的生成热

王秀军 龙汨

引用本文: 王秀军, 龙汨. 统计方法校正O3LYP方法计算的生成热[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201207172 shu
Citation:  WANG Xiu-Jun, LONG Mi. Statistical Correction of Heat of Formation Calculated by the O3LYP Method[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201207172 shu

统计方法校正O3LYP方法计算的生成热

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20975040) (20975040)

    广东省自然科学基金(10351064101000000)资助项目 (10351064101000000)

摘要:

由于引入各种内在近似, 密度泛函理论存在固有误差. 本文采用O3LYP/6-311+G(3df, 2p)//O3LYP/6-31G(d)计算了220个中小型有机分子的生成热(ΔfHcalcΘ), 随后应用神经网络(ANN)和多元线性回归(MLR)方法对ΔfHcalcΘ进行校正. 采用计算得到的生成热、零点能、分子中原子总数、氢原子个数、双中心成键电子数、双中心反键电子数、单中心价层孤对电子数、单中心内层电子数作为ANN和MLR的描述符. 以180个分子作为训练集构造ANN或MLR模型, 并对40 个独立测试集分子的ΔfHcalcΘ进行了预测. 结果表明: 经过ANN和MLR校正后,训练集分子生成热的理论计算值和实验值间的均方根偏差(RMSD)从24.7 kJ·mol-1分别降低到11.8、13.0 kJ·mol-1; 独立测试集分子的RMSD从21.3 kJ·mol-1分别降低到10.4、12.1 kJ·mol-1. 因此ANN模型的拟合和预测能力要明显优于MLR模型.

English

    1. [1]

      (1) Pedley, J. B.; Naylor, R. D.; Kirby, S. P. Thermochemical Data of Organic Compounds; Chapman and Hall: New York, 1986.

      (1) Pedley, J. B.; Naylor, R. D.; Kirby, S. P. Thermochemical Data of Organic Compounds; Chapman and Hall: New York, 1986.

    2. [2]

      (2) Yaws, C. L. Chemical Properties Handbook; McGraw-Hill:New York, 1999.(2) Yaws, C. L. Chemical Properties Handbook; McGraw-Hill:New York, 1999.

    3. [3]

      (3) Lide, D. R. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 3rd.electronic ed.; BocaRaton: FL, 2000.(3) Lide, D. R. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 3rd.electronic ed.; BocaRaton: FL, 2000.

    4. [4]

      (4) Wu, J.; Xu, X. J. Chem. Phys. 2007, 127, 214105. doi: 10.1063/1.2800018(4) Wu, J.; Xu, X. J. Chem. Phys. 2007, 127, 214105. doi: 10.1063/1.2800018

    5. [5]

      (5) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A.Chem. Phys. Lett. 1997, 270, 419. doi: 10.1016/S0009-2614(97)00399-0(5) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A.Chem. Phys. Lett. 1997, 270, 419. doi: 10.1016/S0009-2614(97)00399-0

    6. [6]

      (6) Schmitz, L. R.; Chen, K. H.; Labanowski, J.; Allinger, N. L.J. Phys. Org. Chem. 2001, 14, 90. doi: 10.1002/1099-1395(200102)14:2<90::AID-POC330>3.0.CO;2-O(6) Schmitz, L. R.; Chen, K. H.; Labanowski, J.; Allinger, N. L.J. Phys. Org. Chem. 2001, 14, 90. doi: 10.1002/1099-1395(200102)14:2<90::AID-POC330>3.0.CO;2-O

    7. [7]

      (7) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Trucks, G.W.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 1991, 94, 7221. doi: 10.1063/1.460205(7) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Trucks, G.W.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 1991, 94, 7221. doi: 10.1063/1.460205

    8. [8]

      (8) Lado-Tourino, I.; Tsobnang, F. Comp. Mater. Sci. 1998, 11, 181.doi: 10.1016/S0927-0256(98)80004-9(8) Lado-Tourino, I.; Tsobnang, F. Comp. Mater. Sci. 1998, 11, 181.doi: 10.1016/S0927-0256(98)80004-9

    9. [9]

      (9) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 2000, 112, 7374. doi: 10.1063/1.481336(9) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 2000, 112, 7374. doi: 10.1063/1.481336

    10. [10]

      (10) Wodrich, M. D.; Corminboeuf, C.; Schleyer, P. v. R. Org. Lett.2006, 8, 3631. doi: 10.1021/ol061016i(10) Wodrich, M. D.; Corminboeuf, C.; Schleyer, P. v. R. Org. Lett.2006, 8, 3631. doi: 10.1021/ol061016i

    11. [11]

      (11) Check, C. E.; Gilbert, T. M. J. Org. Chem. 2005, 70, 9828. doi: 10.1021/jo051545k(11) Check, C. E.; Gilbert, T. M. J. Org. Chem. 2005, 70, 9828. doi: 10.1021/jo051545k

    12. [12]

      (12) Iz rodina, E. I.; Coote, M. L.; Radom, L. J. Phys. Chem. A2005, 109, 7558. doi: 10.1021/jp052021r(12) Iz rodina, E. I.; Coote, M. L.; Radom, L. J. Phys. Chem. A2005, 109, 7558. doi: 10.1021/jp052021r

    13. [13]

      (13) Schreiner, P. R.; Fokin, A. A.; Pascal, R. A., Jr.; de Meijere, A.Org. Lett. 2006, 8, 3635. doi: 10.1021/ol0610486(13) Schreiner, P. R.; Fokin, A. A.; Pascal, R. A., Jr.; de Meijere, A.Org. Lett. 2006, 8, 3635. doi: 10.1021/ol0610486

    14. [14]

      (14) Zhao, Y.; nzalez-Garcia, N.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A2005, 109, 2012. doi: 10.1021/jp045141s(14) Zhao, Y.; nzalez-Garcia, N.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A2005, 109, 2012. doi: 10.1021/jp045141s

    15. [15]

      (15) Zhang, I. Y.; Luo, Y.; Xu, X. J. Chem. Phys. 2010, 132, 194105.doi: 10.1063/1.3424845(15) Zhang, I. Y.; Luo, Y.; Xu, X. J. Chem. Phys. 2010, 132, 194105.doi: 10.1063/1.3424845

    16. [16]

      (16) Cohen, A. J.; Handy, N. C. Mol. Phys. 2001, 99, 607. doi: 10.1080/00268970010023435(16) Cohen, A. J.; Handy, N. C. Mol. Phys. 2001, 99, 607. doi: 10.1080/00268970010023435

    17. [17]

      (17) Yang, K.; Peverati, R.; Truhlar, D. G.; Valero, R. J. Chem. Phys.2011, 135, 044118. doi: 10.1063/1.3607312(17) Yang, K.; Peverati, R.; Truhlar, D. G.; Valero, R. J. Chem. Phys.2011, 135, 044118. doi: 10.1063/1.3607312

    18. [18]

      (18) Heerdt, G.; Mor n, N. H. Quimica Nova 2011, 34, 868. doi: 10.1590/S0100-40422011000500024(18) Heerdt, G.; Mor n, N. H. Quimica Nova 2011, 34, 868. doi: 10.1590/S0100-40422011000500024

    19. [19]

      (19) Bochevarov, A. D.; Friesner, R. A.; Lippard, S. J. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3735. doi: 10.1021/ct100398m(19) Bochevarov, A. D.; Friesner, R. A.; Lippard, S. J. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3735. doi: 10.1021/ct100398m

    20. [20]

      (20) Dobado, J. A.; mez-Tamayo, J. C.; Calvo-Flores, F. G.;Martinez-Garcia, H.; Cardona,W.;Weiss-Lopez, B.; Ramirez-Rodriguez, O.; Pessoa-Mahana, H.; Araya-Maturana, R. Magn. Reson. Chem. 2011, 49, 358. doi: 10.1002/mrc.2745(20) Dobado, J. A.; mez-Tamayo, J. C.; Calvo-Flores, F. G.;Martinez-Garcia, H.; Cardona,W.;Weiss-Lopez, B.; Ramirez-Rodriguez, O.; Pessoa-Mahana, H.; Araya-Maturana, R. Magn. Reson. Chem. 2011, 49, 358. doi: 10.1002/mrc.2745

    21. [21]

      (21) Qian, Z. S.; Feng, H.; He, L. N.; Yang,W. J.; Bi, S. P. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 5138. doi: 10.1021/jp810632f(21) Qian, Z. S.; Feng, H.; He, L. N.; Yang,W. J.; Bi, S. P. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 5138. doi: 10.1021/jp810632f

    22. [22]

      (22) Strassner, T.; Taige, M. A. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1,848. doi: 10.1021/ct049846+(22) Strassner, T.; Taige, M. A. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1,848. doi: 10.1021/ct049846+

    23. [23]

      (23) Baker, J.; Pulay, P. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1184. doi: 10.1002/jcc.10280(23) Baker, J.; Pulay, P. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1184. doi: 10.1002/jcc.10280

    24. [24]

      (24) Curtiss, L. A.; Jones, C.; Trucks, G.W.; Raghavachari, K.;Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1990, 93, 2537. doi: 10.1063/1.458892(24) Curtiss, L. A.; Jones, C.; Trucks, G.W.; Raghavachari, K.;Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1990, 93, 2537. doi: 10.1063/1.458892

    25. [25]

      (25) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 1997, 106, 1063. doi: 10.1063/1.473182(25) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 1997, 106, 1063. doi: 10.1063/1.473182

    26. [26]

      (26) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Rassolov, V.;Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1998, 109, 7764. doi: 10.1063/1.477422(26) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Rassolov, V.;Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1998, 109, 7764. doi: 10.1063/1.477422

    27. [27]

      (27) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 2000, 112, 7374. doi: 10.1063/1.481336(27) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 2000, 112, 7374. doi: 10.1063/1.481336

    28. [28]

      (28) Curtiss, L. A.; Redfern, P. C.; Raghavachari, K. Chem. Phys. Lett. 2010, 499, 168. doi: 10.1016/j.cplett.2010.09.012(28) Curtiss, L. A.; Redfern, P. C.; Raghavachari, K. Chem. Phys. Lett. 2010, 499, 168. doi: 10.1016/j.cplett.2010.09.012

    29. [29]

      (29) Dorofeeva, O. V.; Kolesnikova, I. N.; Marochkin, I. I.; Ryzhova,O. N. J. Struct. Chem. 2011, 22, 1303. doi: 10.1007/s11224-011-9827-7(29) Dorofeeva, O. V.; Kolesnikova, I. N.; Marochkin, I. I.; Ryzhova,O. N. J. Struct. Chem. 2011, 22, 1303. doi: 10.1007/s11224-011-9827-7

    30. [30]

      (30) Hu, L. H.;Wang, X. J.;Wong, L. H.; Chen, G. H. J. Chem. Phys. 2003, 119, 11501. doi: 10.1063/1.1630951(30) Hu, L. H.;Wang, X. J.;Wong, L. H.; Chen, G. H. J. Chem. Phys. 2003, 119, 11501. doi: 10.1063/1.1630951

    31. [31]

      (31) Wang, X. J.;Wong, L. H.; Hu, L. H.; Chan, C. Y.; Su, Z. M.;Chen, G. H. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 8514. doi: 10.1021/jp047263q(31) Wang, X. J.;Wong, L. H.; Hu, L. H.; Chan, C. Y.; Su, Z. M.;Chen, G. H. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 8514. doi: 10.1021/jp047263q

    32. [32]

      (32) Duan, X. M.; Li, Z. H.; Song, G. L.;Wang,W. N.; Chen, G. H.;Fan, K. N. Chem. Phys. Lett. 2005, 410, 125. doi: 10.1016/j.cplett.2005.05.046(32) Duan, X. M.; Li, Z. H.; Song, G. L.;Wang,W. N.; Chen, G. H.;Fan, K. N. Chem. Phys. Lett. 2005, 410, 125. doi: 10.1016/j.cplett.2005.05.046

    33. [33]

      (33) Duan, X. M.; Song, G. L.; Li, Z. H.;Wang, X. J.; Chen, G. H.;Fan, K. N. J. Chem. Phys. 2004, 121, 7086. doi: 10.1063/1.1786582(33) Duan, X. M.; Song, G. L.; Li, Z. H.;Wang, X. J.; Chen, G. H.;Fan, K. N. J. Chem. Phys. 2004, 121, 7086. doi: 10.1063/1.1786582

    34. [34]

      (34) Yan, G. K.; Li, J. J.; Li, B. R.; Hu, J.; Guo,W. P. J. Theor. Comput. Chem. 2007, 6, 495. doi: 10.1142/S0219633607003118(34) Yan, G. K.; Li, J. J.; Li, B. R.; Hu, J.; Guo,W. P. J. Theor. Comput. Chem. 2007, 6, 495. doi: 10.1142/S0219633607003118

    35. [35]

      (35) Zheng, X.; Hu, L.;Wang, X.; Chen, G. Chem. Phys. Lett. 2004,390, 186. doi: 10.1016/j.cplett.2004.04.020(35) Zheng, X.; Hu, L.;Wang, X.; Chen, G. Chem. Phys. Lett. 2004,390, 186. doi: 10.1016/j.cplett.2004.04.020

    36. [36]

      (36) Zhang, J. H.;Wang, X. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26,188. [张家虎, 王秀军. 物理化学学报, 2010, 26, 188.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20100116(36) Zhang, J. H.;Wang, X. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26,188. [张家虎, 王秀军. 物理化学学报, 2010, 26, 188.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20100116

    37. [37]

      (37) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09,Revision B.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2010.(37) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09,Revision B.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2010.

    38. [38]

      (38) Zheng,W. F.; Tropsha, A. J. Chem. Inf. Comput. Sci. 2000, 40,185. doi: 10.1021/ci980033m(38) Zheng,W. F.; Tropsha, A. J. Chem. Inf. Comput. Sci. 2000, 40,185. doi: 10.1021/ci980033m

    39. [39]

      (39) Cramer, R. D., III; Patterson, D. E.; Bunce, J. D. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 5959. doi: 10.1021/ja00226a005(39) Cramer, R. D., III; Patterson, D. E.; Bunce, J. D. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 5959. doi: 10.1021/ja00226a005

    40. [40]

      (40) lbraikh, A.; Tropsha, A. J. Chem. Inf. Comput. Sci. 2003, 43,144. doi: 10.1021/ci025516b

      (40) lbraikh, A.; Tropsha, A. J. Chem. Inf. Comput. Sci. 2003, 43,144. doi: 10.1021/ci025516b

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  643
  • 文章访问数:  2580
  • HTML全文浏览量:  126
文章相关
  • 发布日期:  2012-10-17
  • 收稿日期:  2012-04-09
  • 网络出版日期:  2012-07-17
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章