An Assessment of Computational Methods for Calculating Accurate Structures and Energies of Bio-Relevant Polysulfur/Selenium-Containing Compounds
Notice bibliographique
Résumé
The heavier chalcogens sulfur and selenium are important in organic and inorganic chemistry, and the role of such chalcogens in biological systems has recently gained more attention. Sulfur and, to a lesser extent selenium, are involved in diverse reactions from redox signaling to antioxidant activity and are considered essential nutrients. We investigated the ability of the DFT functionals (B3LYP, B3PW91, ωB97XD, M06-2X, and M08-HX) relative to electron correlation methods MP2 and QCISD to produce reliable and accurate structures as well as thermochemical data for sulfur/selenium-containing systems. Bond lengths, proton affinities (PA), gas phase basicities (GPB), chalcogen–chalcogen bond dissociation enthalpies (BDE), and the hydrogen affinities (HA) of thiyl/selenyl radicals were evaluated for a range of small polysulfur/selenium compounds and cysteine per/polysulfide. The S–S bond length was found to be the most sensitive to basis set choice, while the geometry of selenium-containing compounds was less sensitive to basis set. In mixed chalcogens species of sulfur and selenium, the location of the sulfur atom affects the S–Se bond length as it can hold more negative charge. PA, GPB, BDE, and HA of selenium systems were all lower, indicating more acidity and more stability of radicals. Extending the sulfur chain in cysteine results in a decrease of BDE and HA, but these plateau at a certain point (199 kJ mol−1 and 295 kJ mol−1), and PA and GPB are also decreased relative to the thiol, indicating that the polysulfur species exist as thiolates in a biological system. In general, it was found that ωB97XD/6-311G(2d,p) gave the most reasonable structures and thermochemistry relative to benchmark calculations. However, nuances in performance are observed and discussed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».