对每个人来说都是简单有效的熵

一个自动构象分析的软件包现在可以计算柔性分子的熵，几乎不需要用户干预。¹这个新功能建立在程序绘制异型景观的能力之上，并利用精确计算和有洞察力的近似值的平衡。

熵的变化可以对反应的热力学做出重大贡献，特别是当分子被束缚或失去灵活性时。“计算它的自动化协议为进一步的量子和实验化学研究提供了一个很好的起点，”他说克里斯蒂娜•特鲁希略他是爱尔兰都柏林三一学院的计算有机化学家，没有参与这项研究。预测一个分子的熵取决于知道一个分子的状态和它们的相对能量，比如旋转和振动能级。对于像烷烃这样的柔性分子，低能构象分子之间的分子分布是一个重要的额外熵源，并且这些构象具有不同的振动熵。这使得计算这些分子的总体熵具有挑战性。

由德国波恩大学开发的Crest软件包已经可以通过自动设计和运行元动态搜索，这解决了部分难题。“在Crest之前，并没有真正直接的方法来计算构象熵，只有少数几个小组的一些专门工具。杰弗里和记他最近在一项分子熵研究中使用了Crest。²虽然Crest简化了寻找一致性，但计算熵仍然是一个微妙的过程，对搜索结果的质量提出了严格的要求。他说:“一切都必须协调一致。Stefan Grimme佳洁士的首席开发商。“你需要一个计算势能面的好方法，它必须是稳健的，相当快的，它必须是通用的，你必须有算法，你必须真正地使它定量，不仅对刚性或半刚性分子，而且对非常灵活的分子。”

这不仅仅是专家的事

然而，自动熵计算是程序发展的自然下一步。格里姆指出:“即使在最古老的版本中，我们也有一份构象熵的粗略估计的打印输出。”在某些方面，Crest已经领先一步:例如，它的NMR功能允许它识别可区分和不可区分的旋转器，这对于正确计算可用状态至关重要。

推断完整性

熵的计算从Crest搜索算法的一个版本开始，该算法被修改为强调完成共形集成。Crest监测估计构象熵的改进，因为发现了更多的构象。哈奇森说:“在整体搜索中，有一个问题是‘我们是否拥有完整的集合’，而新的工作流程概述了一个很好的标准。”随着时间的推移，熵值会逐渐收敛。“由于这种收敛性，可以从彻底但有限的构象搜索中推断出准确的构象熵。格里姆指出:“如果没有熵的推断，就无法提高效率。”在这一阶段，已经确定了最重要的构象，并可以计算它们的振动熵。旋转振动熵的总体平均，加上外推的构象熵，就是总分子熵。

新功能建立在Crest的基础上，效果很好:对于62个气相分子的测试集，Crest的预测与实验结果匹配在1-2cal /mol k以内。一个密切相关的量，热容，也可以以类似的精度计算出来。格里姆说:“我认为我们有一种方法，你可以按下按钮，然后你真的会得到一个非常接近实验的值。”“这不仅仅是专家的事情。”

特鲁希略很谨慎。她指出:“在我的研究中，我们使用的是含有100多个原子的有机催化剂，”而格里姆的基准设置中最多只有98个原子。在她的研究中，Crest在预测构象方面并不完全可靠。她希望看到这种方法在更广泛的问题上得到证明，特别是在溶剂模型上。“在我们的研究中，为了模拟实验条件，特别是在涉及非共价相互作用的情况下，溶剂是必不可少的。不过，和记黄埔对佳洁士的结果与他自己的计算结果相比感到满意。“我们做了一些初步的基准测试，它们看起来非常相似。如果你想要完全精确的热化学，你绝对想要使用新的工作流程。”