大分子电子相关方法及在化学反应中的应用

批准号:
21103086
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
李伟
依托单位:
学科分类:
B0301.化学理论与方法
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
花书贵、张晨阳
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中文摘要
本项目致力于发展用于大分子精确计算的电子相关方法- - 分子中的簇(CIM)方法,并将其应用于化学反应机理的研究。CIM的基本思想是在局域轨道表象下,把大分子的电子相关计算,分解为若干子体系的计算。针对大分子体系的化学反应研究,我们将发展基于Restricted Open-shell Hartree-Fock (ROHF)或Unestricted Hartree-Fock(UHF)的开壳层CIM方法,用于反应自由基中间体的二级多体微扰(MP2)和耦合簇(CC)计算;还将把CIM方法在闭壳层MP2水平上推广到解析能量梯度的计算,以用于大分子几何构型的优化;进一步采用对不同区域使用不同水平计算方法的多层CIM方法,研究酶反应的能垒和催化机理。我们期望该方法可以媲美量子力学/分子力学(QM/MM)组合方法,能够广泛应用于酶等生物大分子的全量子研究。
英文摘要
在本项目中,我们在前期工作的基础上,进一步发展改进了两种线性标度的量子化学方法,包括推广的基于能量的分块(GEBF)方法和基于局域轨道的分子中的簇(CIM)方法,并取得了一些显著进展:(1) 在GEBF方法框架下,将该方法与显式相关F12方法相结合,分别在MP2和耦合簇CCSD(T)水平上实现了大分子簇在基组极限下的精确计算,并结合多层次模型,计算了含几千个原子的超大分子簇。此外,还改进了GEBF梯度的计算精度,并用于生物大分子的超快从头算动力学模拟;(2) 在CIM方法框架下,通过引入中程电子相关、改进分子簇及虚轨道的构建等,使得该方法能够用于多种基组下的相对能量计算,精度和速度都比以前大大提高。改进的CIM方法适用于生物体系和金属氧化物在多种基组下的计算,其中后者目前难以使用GEBF处理。(3) 基于以上两种方法的发展,进一步完善了具有自主知识产权的量子化学程序 (Low Scaling Quantum Chemistry, 简称LSQC)。. 本项目的研究成果共发表论文9篇,其中项目负责人通讯作者或第一作者论文5篇,主要发表在国际重要期刊上,如J. Chem. Theory Comput.,J. Chem. Phys.,Phys. Chem. Chem. Phys.。项目负责人在国内或国际重要学术会议上作邀请或口头报告4次,并获得2014年中国化学会唐敖庆青年理论化学奖。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Improved Cluster-in-Molecule Local Correlation Approach for Electron Correlation Calculation of Large Systems
用于大型系统电子相关计算的改进分子内簇局部相关方法
DOI:10.1021/jp501976x
发表时间:2014
期刊:Journal of Physical Chemistry A
影响因子:2.9
作者:Guo Yang;Li Wei;Li Shuhua
通讯作者:Li Shuhua
DOI:10.1039/c2cp23916g
发表时间:2012-05
期刊:Physical chemistry chemical physics : PCCP
影响因子:--
作者:Wei Li;Yang Guo;Shuhua Li
通讯作者:Wei Li;Yang Guo;Shuhua Li
DOI:10.1021/jp5020516
发表时间:2014-07
期刊:The journal of physical chemistry. A
影响因子:--
作者:Pingying Liu;Wei Li;Li Liu;Leyong Wang;Jing Ma
通讯作者:Pingying Liu;Wei Li;Li Liu;Leyong Wang;Jing Ma
Generalized Energy-Based Fragmentation CCSD(T)-F12a Method and Application to the Relative Energies of Water Clusters (H2O)20
广义能量碎裂 CCSD(T)-F12a 方法及其在水团簇 (H2O)20 相对能量中的应用
DOI:10.1021/ct401060m
发表时间:2014
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation
影响因子:5.5
作者:Kedong Wang;Wei Li;Shuhua Li
通讯作者:Shuhua Li
A comprehensive theoretical study of the hydrogen bonding interactions and microscopic solvation structures of a pyridyl-urea-based hydrogelator in aqueous solution
水溶液中吡啶基脲基水凝胶剂氢键相互作用和微观溶剂化结构的综合理论研究
DOI:10.1016/j.comptc.2012.11.011
发表时间:2013-02
期刊:Computational and Theoretical Chemistry
影响因子:2.8
作者:Suci Meng;Wei Li;Xiulian Yin;Jimin Xie
通讯作者:Jimin Xie
TREM2/SCD4在蛛网膜下腔出血后调控小胶质细胞吞噬功能的机制研究
- 批准号:82371344
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:49万元
- 批准年份:2023
- 负责人:李伟
- 依托单位:
基于电子相关方法的机器学习力场模拟软件开发
- 批准号:22273038
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:李伟
- 依托单位:
CSF1/CSF1R调控小胶质细胞功能转化在蛛网膜下腔出血中的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2021
- 负责人:李伟
- 依托单位:
应用EXAFS研究金属稳定同位素在矿物-溶液界面吸附反应的分馏机理
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:10万元
- 批准年份:2020
- 负责人:李伟
- 依托单位:
金属锌离子在环境矿物/流体界面的分配机制及其对锌同位素分馏的影响
- 批准号:41977267
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:61.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:李伟
- 依托单位:
胆碱能神经元活性在蛛网膜下腔出血后即刻意识障碍中的作用机制研究
- 批准号:81870922
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:李伟
- 依托单位:
矿物表面诱导重金属沉淀的分子地球化学机制及环境修复价值
- 批准号:41473084
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:88.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:李伟
- 依托单位:
CD24在创伤性脑损伤后神经修复中的作用机制研究
- 批准号:81401029
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:李伟
- 依托单位:
线性标度的明确相关方法及在复杂体系中的应用
- 批准号:21473087
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:李伟
- 依托单位:
国内基金
海外基金
