Accelerating Transition State Search and Ligand Screening for Organometallic Catalysis with Reactive Machine Learning Potential

催化作用 过渡状态 金属有机化学 化学 过渡金属 计算化学 配体(生物化学) 量子 量子化学 第2组金属有机化学 国家(计算机科学) 量子化学 均相催化 铱 计算机科学 统计物理学 还原消去 组合化学 分子描述符 纳米技术 乙烯 有机合成 多相催化 反应中间体 人工神经网络 化学反应
作者
Kun Tang,Yujing Zhao,Lei Zhang,Jian Du,Qingwei Meng,Qilei Liu
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
卷期号:21 (18): 8933-8949 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acs.jctc.5c01047
摘要

Organometallic catalysis lies at the heart of numerous industrial processes that produce bulk and fine chemicals. The search for transition states and screening for organic ligands are vital in designing highly active organometallic catalysts with efficient reaction kinetics. However, identifying accurate transition states necessitates computationally intensive quantum chemistry calculations. In this work, a reactive machine learning potential (RMLP) model is developed to accelerate transition state optimizations and ligand screening for organometallic catalysis based on an automated transition state database construction method and a higher-order equivariant message passing neural network. In case studies involving the ethylene hydrogenation reaction catalyzed by organometallic catalysts, RMLP rapidly predicts potential energy surfaces along intrinsic reaction coordinate paths, achieving speeds nearly 3 orders of magnitude faster than those of rigorous quantum chemistry calculations. Meanwhile, it maintains comparable accuracy with a root-mean-square deviation of 0.307 Å for transition state geometries and a mean absolute error of 0.871 kJ·mol-1 for reaction barriers on the external test set, significantly outperforming semiempirical quantum chemistry methods. Our RMLP model offers an effective alternative to both rigorous and semiempirical quantum chemistry approaches for rapid and precise transition state optimizations, facilitating high-throughput screening of advanced organometallic catalyst ligands.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
星辰大海的应助被李倇仪采纳,获得10
刚刚
美好绾绾完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
DEW完成签到,获得积分10
刚刚
流星雨完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
桐桐的应助被子昂采纳,获得10
1秒前
田様的应助被略略采纳,获得10
1秒前
Ava的应助被土豆采纳,获得10
1秒前
笼画陌发布了新的文献求助10
1秒前
拼搏晓啸发布了新的文献求助10
1秒前
无悔发布了新的文献求助10
2秒前
完美世界的应助被蹀躞蹀采纳,获得10
2秒前
无语的大门完成签到,获得积分10
2秒前
111发布了新的文献求助10
2秒前
搜集达人的应助被TTYYI采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
DW的应助被千禧采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
aaaa的应助被Leslie采纳,获得30
3秒前
神勇绮烟完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
带上琳的眼睛完成签到,获得积分10
3秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
3秒前
IMPMF完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
chunlily完成签到 ,获得积分10
4秒前
lcy关注了科研通微信公众号
4秒前
Jimmy发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
孙一发布了新的文献求助10
5秒前
todo发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
豆子发布了新的文献求助10
6秒前
哟嚛发布了新的文献求助10
6秒前
xing_xing的应助被cx0019采纳,获得20
6秒前
小豆完成签到 ,获得积分10
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
Qualitative Methodologies in Tourism Studies: Disrupting and Co-creating Critical Research 350
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8037701
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9473185
关于积分的说明 21264156
捐赠科研通 7607074
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3390456
关于科研通互助平台的介绍 2522234
邀请新用户注册赠送积分活动 2427852