对于芳香族化合物,尤其是酚类、芳香胺或硫醇等,其自由基清除活性通常遵循以键解离能为特征的氢转移机制,指出模型化学的性能无法绝对评估,并且需要针对不同实际问题进行重复优化。
的目的是评估17个不同的DFT泛函在计算含有芳香环的化合物的BDE时的表现,以找到在解决这类问题时最方便的方法和适用于特定情况的热化学参数。
B3LYP泛函在几何优化和频率计算方面是足够且准确的。使用B3LYP泛函和五种典型基组进行计算,先进行几何优化和频率计算,然后使用17种不同的函数和6-311 G(3df,2p)基组进行单点计算来获得键解离能值。
通过数据的交叉比较来评估基组大小对结果的影响。数值的任何改进应该体现为使用不同基组计算得到的值之间的差异,因此不需要参考实验数据来揭示基组的理想大小,通过提供详细数据,比较不同基组与最小6-31G(d)水平的数值差异。
对于基于不同尺寸基组的几何优化计算得到的BDE值变化小于0.3 kcal/mol,唯一的例外是在N-H键和化合物SH1和SH3的S-H键的B2PLYP计算中,较大的误差可能与这些键的化学环境有关,需要更精确的几何优化,这超出了的范围。
与较小的基组相比,使用较大基组进行几何优化不会产生显著差异;即使不与实验数据进行比较,很明显它们也无法显著提高准确度,数据并未表明几何优化中基组的大小与BDE计算无关,即较大的基组预计不会带来实质性改进。
对于非常大的分子,采用较小的基组是在获得合理预测时的可行折衷方案,在接下来的部分中,研究重点放在使用最小基组进行几何优化的情况,即DFT/6-311 G(3df,2p)//B3LYP/6-31G(d)化学模型,以评估根据实验数据计算所研究化合物的BDE值时不同泛函的准确性。
对17种常用泛函在计算11种含有芳环的化合物中C-H键解离能值的性能进行了检查,这些化合物包括苯、甲苯、乙苯、二苯甲烷、茚、四氢化萘、9-10-二氢蒽、呫吨、氟和9-蒽基甲烷。