一种利用遗传算法优化反应过渡态的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用遗传算法优化反应过渡态的方法，属于计算化学领域。本发明专利技术方法通过输入反应物的分子式自动转化为结构式，先设置目标原子的坐标为变量，随机生成多组初值，先通过常规算法计算得到满足条件的初值，在针对得到的初值利用利用遗传算法自动变异和交叉组合得到新的初值，重复计算得到符合条件的初值，直至符合条件的初值计算完毕，再根据满足条件的初值对应的反应路径，最终选出所需的过渡态及反应路径。本发明专利技术无需人为去调分子结构，计算过程快且结果更加准确。计算过程快且结果更加准确。计算过程快且结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种利用遗传算法优化反应过渡态的方法


[0001]本专利技术涉及一种利用遗传算法优化反应过渡态的方法，属于计算化学领域。

技术介绍

[0002]在分子构象转变或者化学反应中往往都会存在过渡态，过渡态结构对应着势能面上反应路径中能量最高点，通过最小能量路径连接反应物和产物。确定过渡态有助于了解反应机理，计算能垒推算反应速率。
[0003]但在化学反应过程中，过渡态不稳定，存在时间极短，无法通过实验的方法获得，计算化学方法是目前寻找反应过渡态最好的办法，但目前在量子化学计算上仍有一些困难。目前寻找化学反应过渡态主要有3种方法：TS、QST2以及QST3，目前TS法是常用方法。在高斯中选用opt＝ts方法来寻找过渡态，需要提供一个初猜结构，初猜结构对优化结果有很大影响，往往会存在如下几个问题：1、初猜结构错误；2、初猜结构不是本反应的过渡态；3、初猜结构的能量不是本反应路径中过渡态能量最小值。初猜结构的不准确容易导致寻找过渡态的失败，且初猜不正确往往需要重新改变初猜结构，耗时长且不一定能够获得最优过渡态。
[0004]遗传算法是模拟达本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用遗传算法优化反应过渡态的方法，其特征在于，所述方法包括：(1)输入反应物的分子式，通过RDKit将分子式转化为结构式并输出对应的.mol文件；(2)利用Multiwfn将步骤(1)得到的.mol文件转化为.gjf文件；(3)将.gjf文件中的目标原子的坐标设为变量，同时，设定坐标变量的范围，并随机生成多组目标原子坐标的初值；(4)输入目标原子坐标变量的初值，利用基组算法进行计算，计算得到.out文件，进行判断：当结果非正常结束，则删除结果并代入其他初值进行迭代计算；当结果为正常结束，但是频率计算结果中无虚频或者有超过一个虚频，则删除结果并代入其他初值进行迭代计算；当结果为正常结束，且频率计算结果中有且只有一个虚频，则将.out文件通过文件的读写方式写入并计算该.out文件中对应的过渡态所对应的反应路径，之后代入其他初值进行迭代计算；(5)初值迭代完成后，整理步骤(4)计算得到的符合条件的初值，并利用遗传算法自动变异和交叉组合得到新的初值，重复步骤(4)和(5)，直至将符合条件的初值计算完毕；(6)迭代完成后，整理所有计算得到的过渡态及其对应的反应路径，根据反应产物来判断和确定符合条件的过渡态。2.根据权利要求1所述的一种利用遗传算法优化反应过渡态的方法，其特征在于，步骤(4)中所述基组算法包括半经验法、从头算法、密度泛函方法、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，胡爱云，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：