Double proton transfer in the complex of acetic acid with methanol: Theory versus experiment
Notice bibliographique
Résumé
To test the approximate instanton approach to intermolecular proton-transfer dynamics, we report multidimensional ab initio bimolecular rate constants of HH, HD, and DD exchange in the complex of acetic acid with methanol in tetrahydrofuran-d8, and compare them with the NMR (nuclear magnetic resonance) experiments of Gerritzen and Limbach. The bimolecular rate constants are evaluated as products of the exchange rates and the equilibrium rate constants of complex formation in solution. The two molecules form hydrogen-bond bridges and the exchange occurs via concerted transfer of two protons. The dynamics of this transfer is evaluated in the complete space of 36 vibrational degrees of freedom. The geometries of the two isolated molecules, the complex, and the transition states corresponding to double proton transfer are fully optimized at QCISD (quadratic configuration interaction including single and double substitutions) level of theory, and the normal-mode frequencies are calculated at MP2 (Møller-Plesset perturbation theory of second order) level with the 6-31G (d,p) basis set. The presence of the solvent is taken into account via single-point calculations over the gas phase geometries with the PCM (polarized continuum model). The proton exchange rate constants, calculated with the instanton method, show the effect of the structure and strength of the hydrogen bonds, reflected in the coupling between the tunneling motion and the other vibrations of the complex. Comparison with experiment, which shows substantial kinetic isotopic effects (KIE), indicates that tunneling prevails over classic exchange for the whole temperature range of observation. The unusual behavior of the experimental KIE upon single and double deuterium substitution is well reproduced and is related to the synchronicity of two-atom tunneling.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».