The accuracy of quantum chemical methods for large noncovalent complexes.
The accuracy of quantum chemical methods for large noncovalent complexes.
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DOI：
10.1021/ct400036b
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发表时间：
2013-08-13
影响因子：
5.5
通讯作者：
Hobza, Pavel
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sedlak, Robert;Janowski, Tomasz;Pitonak, Michal;Rezac, Jan;Pulay, Peter;Hobza, Pavel
我们评估了最广泛使用的波函数、密度泛函理论和半经验方法的性能，这些方法用于描述一组较大的、大部分是色散稳定的非共价复合物（L7数据集）中的非共价相互作用。测试方法包括MP2、MP3、SCS-MP2、SCS(MI)-MP2、MP2.5、MP2。X、MP2C、DFT-D、DFT-D3 （B3-LYP-D3、B-LYP-D3、TPSS-D3、PW6B95-D3、M06-2X- d3）和M06-2X，以及增强了分散和氢键校正的半经验方法：SCC-DFTB-D、PM6-D、PM6-DH2和PM6-D3H4。测试复合物为十八烷二聚体、鸟嘌呤三聚体、环冠状二聚体、冠状二聚体、鸟嘌呤-胞嘧啶二聚体、环冠状二聚体、鸟嘌呤-胞嘧啶二聚体和含有苯丙氨酸残基的淀粉样片段三聚体。MP2.5为最佳方法，相对均方根偏差（rRMSD）为4%。因此，它可以推荐作为CCSD(T)/CBS（或QCISD(T)/CBS）基准的替代方案，用于超过当前计算能力的分子系统。第二好的非dft方法是MP2C， rRMSD为8%。具有最有利的“精度/成本”比的方法属于DFT家族：BLYP-D3， rRMSD为8%。半经验方法提供的结果不太准确（rRMSD超过25%）。然而，它们的绝对误差接近一些更昂贵的方法，如M06-2X， MP2或SCS(MI)-MP2，因此它们的性价比非常好。
We evaluate the performance of the most widely used wavefunction, density functional theory, and semiempirical methods for the description of noncovalent interactions in a set of larger, mostly dispersion-stabilized noncovalent complexes (the L7 data set). The methods tested include MP2, MP3, SCS-MP2, SCS(MI)-MP2, MP2.5, MP2.X, MP2C, DFT-D, DFT-D3 (B3-LYP-D3, B-LYP-D3, TPSS-D3, PW6B95-D3, M06-2X-D3) and M06-2X, and semiempirical methods augmented with dispersion and hydrogen bonding corrections: SCC-DFTB-D, PM6-D, PM6-DH2 and PM6-D3H4. The test complexes are the octadecane dimer, the guanine trimer, the circumcoronene…adenine dimer, the coronene dimer, the guanine-cytosine dimer, the circumcoronene…guanine-cytosine dimer, and an amyloid fragment trimer containing phenylalanine residues. The best performing method is MP2.5 with relative root mean square deviation (rRMSD) of 4 %. It can thus be recommended as an alternative to the CCSD(T)/CBS (alternatively QCISD(T)/CBS) benchmark for molecular systems which exceed current computational capacity. The second best non-DFT method is MP2C with rRMSD of 8 %. A method with the most favorable “accuracy/cost” ratio belongs to the DFT family: BLYP-D3, with an rRMSD of 8 %. Semiempirical methods deliver less accurate results (the rRMSD exceeds 25 %). Nevertheless, their absolute errors are close to some much more expensive methods such as M06-2X, MP2 or SCS(MI)-MP2, and thus their price/performance ratio is excellent.
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