【摘要】 从接近反应事件的几个几何构型开始，进行进一步的中间体优化和过渡态搜索。

Qinghai Cui等[1]开发了一个广泛适用的计算方法的双分子多反应机制的自动化探索。目前的方法主要包括高能Born−Oppenheimer分子动力学（BOMD）模拟和连续反应途径的构建。几个计算技巧，其中包括选择的反应区域的基础上的电子结构计算和就业的虚拟碰撞动力学模拟与监测的原子距离之前的BOMD模拟。这些预筛选步骤大大减少了BOMD模拟中的轨迹数量，并显着保存计算成本。

 

从接近反应事件的几个几何构型开始，进行进一步的中间体优化和过渡态搜索。所提出的方法使我们能够建立复杂的多反应机制的中型双分子系统自动。介绍了自动发现双分子反应机理的理论方法。目前的协议采用几个步骤，包括反应区域的选择，初步的虚拟动力学模拟，连续的BOMD模拟不同的初始碰撞能量，识别反应事件的HMM分析修改的原子连接矩阵，中间和TS搜索，和IRC建设。

 

首先，基于NBO电荷和CFF值为所有反应物选择反应区域。试验动力学模拟，即，虚拟动力学模拟原子距离监测，用于反应轨迹的预筛选，这大大减少了在下一个BOMD模拟步骤中的非反应轨迹的数量。通过对不同碰撞能量的BOMD模拟，对改进的原子连接矩阵进行HMM分析，给出了各轨道上反应事件的粗略估计。

 

选择与反应事件相邻的一些结构用于所有中间体和TS的优化。这里进行了直接TS优化和CI-NEB计算。当所有的TS结构被获得，频率分析和IRC计算被用来挑选适当的TS几何形状相关的真实反应。在所有物种连接之后，建立了整个反应网络。

 

目前的理论方法的可行性检验了两个典型的反应（青霉素G阴离子+H2O分子和青霉素G阴离子+OH自由基），这在环境科学中起着重要作用。对于第一个例子，青霉素G阴离子+ H2O反应，确定了九个基本反应，包括水解和H-原子交换途径。第二个例子是青霉素G阴离子+ OH自由基反应，建立了一个非常复杂的反应网络，有19个反应路径。在后一种情况下，复杂的多反应网络是由于OH自由基的高反应性。

 

目前的理论方法在计算研究涉及中等规模分子体系的双分子反应机理时显示了有效性和适用性。

 

[1] Cui Q , Peng J , Xu C ,et al.Automatic Approach to Explore the Multireaction Mechanism for Medium-Sized Bimolecular Reactions via Collision Dynamics Simulations and Transition State Searches[J].  2022.

 

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