Generalized hybrid orbital (GHO) method for combining Ab initio Hartree-Fock wave functions with molecular mechanics

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 108, Issue 4, 2004, Pages 632-650

  Pu, Jingzhi ^a   Gao, Jiali ^a   Truhlar, Donald G ^a  

^a University of Minnesota   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACIDS; ALCOHOLS; AMINES; APPROXIMATION THEORY; CHEMICAL BONDS; ELECTRONIC STRUCTURE; HAMILTONIANS; HYDROCARBONS; MATHEMATICAL TRANSFORMATIONS; MATRIX ALGEBRA; MOLECULAR DYNAMICS;

GENERALIZED HYBRID ORBITAL METHOD; GLOBAL LOWDIN ORTHOGONALIZATION; HARTREE-FOCK WAVE FUNCTIONS; LOCAL LOWDIN ORTHOGONALIZATION; LOWDIN-TYPE SYMMETRIC ORTHOGONALIZED ATOMIC ORBITALS; SEMIEMPERICAL MOLECULAR ORBITAL CALCULATIONS; SUPRAMOLECULAR ASSSEMBLY;

QUANTUM THEORY;

EID: 0442279531     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp036755k     Document Type: Article

References (95)

1. Warshel, A.; Levitt, M. J. Mol. Biol. 1976, 103, 227.
2. Singh, U. C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1986, 7, 718.
3. Field M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1990, 11, 700.
4. Gao, J.; Xia, X. Science 1992, 258, 631.
5. Gao, J. Rev. Comput. Chem. 1996, 7, 119.
6. (a) Ferenczy, G. G.; Rivail, J.-L.; Surjan, P. R.; Naray-Szabo, G. J. Comput. Chem. 1992, 13, 830.
7. (a) Théry, V.; Rinaldi, D.; Rivail, J.-L.; Maigret, B.; Ferenczy, G. G. J. Comput. Chem. 1994, 15, 269.
8. Assfeld, X.; Rivail, J.-L. Chem. Phys. Lett. 1996, 263, 100.
9. Monard, G.; Loos, M.; Théry, V.; Baka, K.; Rivail, J.-L.; Int. J. Quantum Chem. 1996, 58, 153.
10. Ferre, N.; Assfeld, X.; Rivail, J.-L. J. Comput. Chem. 2002, 23, 610.
11. Maseras, F.; Morokuma, K. J. Comput. Chem. 1995, 16, 1170.
12. (a) Vreven, T.; Morokuma, K. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1419.
13. (b) Vreven, T.; Mennucci, B.; da Silva, C. O.; Morokuma, K.; Tomasi, J. J. Chem. Phys. 2001, 115, 62.
14. (a) Kerdcharoen, T.; Morokuma, K. Chem. Phys. Lett. 2002, 355, 257.
15. (b) Morokuma, K. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2002, 360, 1149.
16. Stanton, R. V.; Hartsough, D. S.; Merz, K. M., Jr. J. Comput. Chem. 1994, 16, 113.
17. Monard, G.; Merz, K. M. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 904.
18. Gogonea, V.; Westerhoff, L. M.; Merz, K. M., Jr. J. Chem. Phys. 2000, 113 5604.
19. (a) Thompson, M. A.; Schenter, G. K. J. Phys. Chem. 1995, 99, 6374.
20. (b) Thompson, M. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 14492.
21. Bakowies, D.; Thiel, W. J. Phys. Chem. 1996, 100, 10580.
22. Antes, I.; Thiel, W. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 9290.
23. Lennartz, A.; Schafer, A.; Terstegen, F.; Thiel, W. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 1758.
24. Eurenius, K. P.; Chatfield, D. C.; Brooks, B. R.; Hodoscek, M. Int. J. Quantum Chem. 1996, 60, 1189.
25. (a) Cummins, P. L.; Gready, J. E. J. Comput. Chem. 1997, 18, 1496.
26. (b) Titmuss, J. J.; Cummins, P. L.; Rendall, A. P.; Bliznyuk, A. A.; Gready, J. E. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1314.
27. Bersuker, I. B.; Leong, M. K.; Boggs, J. E.; Pearlman, R. S. Int. J. Quantum Chem. 1997, 63, 1051.
28. Tongraar, A.; Leidl, K. R.; Rode, B. M. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 6299.
29. (a) Woo, T. K.; Cavallo, L.; Ziegler, T. Theor. Chem. Acc. 1998, 100, 307.
30. (b) Woo, T. K.; Blochl, P. E.; Ziegler, T. THEOCHEM 2000, 506, 313.
31. Gao, J., Thompson, M., Eds. Combined Quantum Mechanical and Molecular Mechanical Methods, ACS Symposium Series 712; American Chemical Society: Washington, DC, 1998.
32. (a) Gao, J.; Amara, P.; Alhambra, C.; Field, M. J. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 4714.
33. (b) Amara, P.; Field, M. J.; Alhambra, C.; Gao, J. Theor. Chem. Acc. 2000, 104, 336.
34. (a) Gao, J.; Truhlar, D. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 2002, 53, 467.
35. (b) Truhlar, D. G.; Gao, J.; Alhambra, C.; Mireia, G.-V.; Corchado, J.; Sanchez, M. L.; Villa, J. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 341.
36. Lyne, P. D.; Hodoscek, M.; Karplus, M. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 3462.
37. Reuter, N.; Dejaegere, A.; Maigret, B.; Karplus, M. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 1720.
38. Cui, Q.; Elstner, M.; Kaxiras, E.; Frauenheim, T.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 569.
39. (a) Hillier, I. H. THEOCHEM 1999, 463, 45.
40. (b) Hall, R. J.; Hindle, S. A.; Burton, N. A.; Hillier, I. H. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1433.
41. (c) Nicoll, R. M.; Hindle, S. A. MacKenzie, G.; Hillier, I. H.; Burton, N. A. Theor. Chem. Acc. 2001, 106, 105.
42. Kairys, V.; Jensen, J. H. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6656.
43. Eichinger, M.; Tavan, P.; Hutter, J.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 1999, 110, 10452.
44. Field, M. J.; Albe, M.; Bret, C.; Proust-De Martin, F.; Thomas, A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1088.
45. Amara, P.; Field, M. J. Theor. Chem. Acc. 2003, 109, 43.
46. Zhang, Y.; Lee, T.-S.; Yang, W. J. Chem. Phys. 1999, 110, 46.
47. (a) Philipp, D. M.; Friesner, R. A. J. Comput. Chem. 1999, 20, 1468.
48. (b) Murphy, R. B.; Philipp, D. M.; Friesner, R. A. Chem. Phys. Lett. 2000, 321, 113.
49. (c) Murphy, R. B.; Philipp, D. M.; Friesner, R. A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1442.
50. (a) Rothlisberger, U.; Carloni, P.; Doclo, K.; Parrinello, M. J. Biol. Inorg. Chem. 2000, 5, 236.
51. (b) Laoiao, A.; VandeVondele, J.; Rothlisberger, U. J. Chem. Phys. 2002, 116, 6941.
52. Das, D.; Eurenius, K. P.; Billings, E. M.; Sherwood, P.; Chatfield, D. C.; Hodoscek, M.; Brooks, B. R. J. Chem. Phys. 2002, 117, 10534.
53. Dilabio, G.; Hurley, M. M.; Christiansen, P. A. J. Chem. Phys. 2002, 116, 9578.
54. Swart, M. Int. J. Quantum Chem. 2003, 91, 177.
55. Alhambra, C.; Wu, L.; Zhang, Z.-Y.; Gao, J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 3858.
56. (a) Pople, J. A.; Santry, D. P.; Segal, G. A. J. Chem. Phys. 1965, 43, S129.
57. (b) Dewar, M. J. S.; Zoebisch, E. G.; Healy, E. F.; Stewart, J. J. P. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 3902.
58. (c) Stewart, J. J. P. J. Comput-Aided Mol. Des. 1990, 4, 1.
59. (a) Alhambra, C.; Gao, J.; Corchado, J. C.; Villa, J.; Truhlar, D. G., J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2253.
60. (b) Alhambra, C.; Corchado, J. C.; Sanchez, M. L.; Gao, J.; Truhlar, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8197.
61. Alhambra, C.; Corchado, J. C.; Sanchez, M. L.; Garcia-Viloca, M.; Gao, J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 11326.
62. Alhambra, C.; Sanchez, M. L.; Corchado, J. C.; Gao, J.; Truhlar, D. G. Chem. Phys. Lett. 2001, 347, 512
63. 2002, 355, 388 (erratum).
64. Garcia-Viloca, M.; Alhambra, C.; Truhlar, D. G.; Gao, J. J. Comput. Chem. 2003, 24, 177.
65. González-Lafont, A.; Truong, T. N.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. 1991, 95, 4618.
66. Pulay, P. Mol. Phys. 1969, 17, 197.
67. Pulay, P. In Modern Theoretical Chemistry; Schaefer, H. F., Ed.; Plenum Press: New York, 1977; Vol. 4, p 153.
68. (a) Hehre, W. J.; Stewart, R. F.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1969, 51, 2657.
69. (b) Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Stewart, R. F.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1970, 52, 2769.
70. Roothaan, C. C. J. Rev. Mod. Phys. 1951, 23, 69.
71. Gineitye, V. Int. J. Quantum Chem. 1999, 72, 559.
72. Löwdin, P. O. Adv. Quantum Chem. 1970, 5, 185.
73. Löwdin, P. O. THEOCHEM 1991, 229, 1.
74. Weinhold, F.; Carpenter, J. E. THEOCHEM 1988, 165, 189.
75. Weber, W.; Thiel, W. Theor. Chem. Acc. 2000, 103, 495.
76. Zhu, T.; Li, J.; Liotard, D. A.; Cramer, J. C.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 1999, 110, 5503.
77. Pu, J.; Thompson, J. D.; Xidos, J. D.; Li, J.; Zhu, T.; Hawkins, G. D.; Chuang, Y.-Y.; Fast, P. L.; Rinaldi, D. L.; Gao, J.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. GAMESSPLUS-Version 4.1, University of Minnesota, Minneapolis, MN, 2003. (See http://comp.chem.umn.edu/gamessplus.)
78. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347.
79. MacKerell, A. D., Jr.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L., Jr.; Evanseck, J.; Field, M. J.; Fischer, S.; Gao, J.; Guo, H.; Ha, S.; Joseph, D.; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F. T. K.; Mattos, C.; Michnick, S.; Ngo, T.; Nguyen, D. T.; Prodhom, B.; Reiher, W. E., III; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J.; Stote, R.; Straub, J. E.; Watanabe, M.; Wiorkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2586.
80. (a) Binkley, J. S.; Pople, J. A.; Hehre, W. J. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 939.
81. (b) Gordon, M. S.; Binkley, J. S.; Pople, J. A.; Pietro, W. J.; Hehre, W. J. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 2797.
82. (a) Ditchfield, R.; Hehre, W. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1971, 54, 72.
83. (b) Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257.
84. (a) Francl, M. M.; Pietro, W. J.; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, M. S.; Defrees, D. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654.
85. (b) Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta. 1973, 28, 213.
86. (a) Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; Schleyer, P. V. R. J. Comput. Chem. 1983, 4, 294.
87. (b) Spitznagel, G. W. Diplomarbeit; Universität Erlangen, Germany, 1982.
88. Easton, R. E.; Giesen, D. J.; Welch, A.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Theor. Chim. Acta 1996, 93, 281.
89. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955, 23, 1833.
90. Baker, J. Theor. Chim. Acta 1985, 68, 221.
91. Li, J.; Zhu, T.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1820.
92. Thompson, J. D.; Xidos, J. D.; Sonbuchner, T. M.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. PhysChemComm 2002, 5, 117.
93. Lynch, B. J.; Truhlar, D. G. Theor. Chem. Acc., in press.
94. Carroll, D. L. FORTRAN Genetic Algorithm (GA) Driver, http://cuaerospace.com/carroll/ga.html.
95. Pople, J. A.; Nesbet, R. K. J. Chem. Phys. 1954, 22, 571.