Tuned range-separated time-dependent density functional theory applied to optical rotation

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 8, Issue 1, 2012, Pages 245-256

  Srebro, Monika ^a,b   Autschbach, Jochen ^a  

^a UNIVERSITY AT BUFFALO   (United States)

^b JAGIELLONIAN UNIVERSITY   (Poland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84855697145     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct200764g     Document Type: Article

References (116)

1. Parr, R. G.; Yang, W. Density-Functional Theory of Atoms and Molecules; Oxford University Press: New York, 1989.
2. Dreizler, R. M.; Gross, E. K. U. Density Functional Theory. An Approach to the Quantum Many-Body Problem; Springer-Verlag: New York, 1990.
3. Gross, E. K. U.; Dobson, J. F.; Petersilka, M. Top. Curr. Chem. 1996, 181, 81-172
4. Engel, E.; Dreizler, R. M. Density Functional Theory. An Advanced Course; Springer-Verlag: Berlin, 2011.
5. Ziegler, T. Chem. Rev. 1991, 91, 651-667
6. Seminario, J. M.; Politzer, P. Modern Density Functional Theory. A Tool for Chemistry; Elsevier: Amsterdam, 1995.
7. Seminario, J. M. Recent Developments and Applications of Modern Density Functional Theory; Elsevier: Amsterdam, 1996.
8. Siegbahn, P. E. M.; Blomberg, M. R. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1999, 50, 221-249
9. van Doren, V.; van Alsenoy, C.; Geerlings, P. Density Functional Theory and its Application to Materials: Antwerp, Belgium, June 8-10, 2000; American Institute of Physics: Melville, NY, 2001.
10. Koch, W.; Holthausen, M. C. A Chemist's Guide to Density-Functional Theory; Wiley-VCH: New York, 2000.
11. Furche, F.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 2002, 117, 7433-7447
12. Marques, M. A. L.; Ullrich, C. A.; Nogueira, F.; Rubio, A.; Burke, K.; Gross, E. K. U. Time-Dependent Density Functional Theory; Springer-Verlag: Berlin, 2006.
13. Autschbach, J. Spectroscopic Properties Obtained from Time-Dependent Density Functional Theory (TD-DFT). In Encyclopedia of Inorganic Chemistry; Wiley-VCH: New York, 2009. DOI: 10.1002/0470862106.ia600.
14. Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 10757-10816
15. Elliott, P.; Furche, F.; Burke, K. Excited States from Time-Dependent Density Functional Theory. In Reviews in Computational Chemistry; Lipkowitz, K. B.; Cundari, T. R., Eds.; John Wiley & Sons, Inc.: Hoboken, NY, 2009; Vol. 26, DOI: 10.1002/9780470399545.ch3.
16. Autschbach, J.; Nitsch-Velasquez, L.; Rudolph, M. Top. Curr. Chem. 2011, 298, 1-98
17. Cohen, A. J.; Mori-Sanchés, P.; Yang, W. Science 2008, 321, 792-794
18. Zhang, Y.; Yang, W. J. Chem. Phys. 1998, 109, 2604-2608
19. Champagne, B.; Perpéte, E. A.; van Gisbergen, S. J. A.; Baerends, E.; Snijders, J. G.; Soubra-Ghaoui, C.; Robins, K. A.; Kirtman, B. J. Chem. Phys. 1998, 109, 10489-10498
20. Dreuw, A.; Weisman, J. L.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2943-2946
21. Tozer, D. J. J. Chem. Phys. 2003, 119, 12697-12699
22. Peach, M. J. G.; Benfield, P.; Helgaker, T.; Tozer, D. J. J. Chem. Phys. 2008, 128, 044118
23. Autschbach, J. ChemPhysChem 2009, 10, 1-5
24. Perdew, J. P.; Zunger, A. Phys. Rev. B 1981, 23, 5048-5079
25. van Leeuwen, R.; Baerends, E. J. Phys. Rev. A 1994, 49, 2421-2431
26. Ullrich, C. A.; Gossmann, U. J.; Gross, E. K. U. Phys. Rev. Lett. 1995, 74, 872-875
27. Tozer, D. J.; Handy, N. C. J. Chem. Phys. 1998, 109, 10180-10189
28. Iikura, H.; Tsuneda, T.; Yanai, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2001, 115, 3540-3544
29. Tawada, Y.; Tsuneda, T.; Yanagisawa, S.; Yanai, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8425-8433
30. Yanai, T.; Tew, D. P.; Handy, N. C. Chem. Phys. Lett. 2004, 393, 51-57
31. Baer, R.; Neuhauser, D. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 043002(1)-043002(4)
32. Gerber, I. C.; Ángyán, J. G. Chem. Phys. Lett. 2005, 415, 100-105
33. Vydrov, O. A.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 234109(1)-234109(9)
34. Vydrov, O. A.; Heyd, J.; Krukau, A. V.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 074106(1)-074106(9)
35. Peach, M. J. G.; Helgaker, T.; Sałek, P.; Keal, T. W.; Lutnßs, O. B.; Tozer, D. J.; Handy, N. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 558-562
36. Vydrov, O. A.; Scuseria, G. E.; Perdew, J. P. J. Chem. Phys. 2007, 126, 154109(1)-154109(9)
37. Livshits, E.; Baer, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 2932-2941
38. Chai, J.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2008, 128, 084106(1)-084106(15)
39. Jimènez-Hoyos, C. A.; Janesko, B. G.; Scuseria, G. E. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 11742-11749
40. Steinmann, S. N.; Wodrich, M. D.; Corminboeuf, C. Theor. Chem. Acc. 2010, 127, 429-442
41. Peach, M. J. G.; Cohen, A. J.; Tozer, D. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 4543-4549
42. Lange, A. W.; Rohrdanz, M. A.; Herbert, J. M. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 6304-6308
43. Rohrdanz, M. A.; Herbert, J. M. J. Chem. Phys. 2008, 129, 034107(1)-034107(9)
44. Shcherbin, D.; Ruud, K. Chem. Phys. 2008, 349, 234-243
45. Song, J.; Hirosawa, T.; Tsuneda, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2007, 126, 154105(1)-154105(7)
46. Stein, T.; Kronik, L.; Baer, R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2818-2820
47. Stein, T.; Eisenberg, H.; Kronik, L.; Baer, R. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 266802(1)-266802(4)
48. Kuritz, N.; Stein, T.; Baer, R.; Kronik, L. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 2408-2415
49. Baer, R.; Livshits, E.; Salzner, U. Annu. Rev. Phys. Chem. 2010, 61, 85-109
50. Livshits, E.; Baer, R. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 12789-12791
51. Salzner, U.; Baer, R. J. Chem. Phys. 2009, 131, 231101(1)-231101(5)
52. Stein, T.; Kronik, L.; Baer, R. J. Chem. Phys. 2009, 131, 244119(1)-244119(5)
53. Cohen, A. J.; Mori-Sánchez, P.; Yang, W. J. Chem. Phys. 2007, 126, 191109(1)-191109(5)
54. Perdew, J. P.; Parr, R. G.; Levy, M.; Balduz, J. L. Phys. Rev. Lett. 1982, 49, 1691-1694
55. Tsuneda, T.; Song, J.; Suzuki, S.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2010, 133, 174101(1)-174101(9)
56. Polavarapu, P. L.; Chakraborty, D. K. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 6160-6164
57. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Cheeseman, J. R.; Frisch, M. J.; Rosini, C. Org. Lett. 2002, 4, 4595-4598
58. McCann, D. M.; Stephens, P. J.; Cheeseman, J. R. J. Org. Chem. 2004, 69, 8709-8717
59. Giorgio, E.; Viglione, R. G.; Zanasi, R.; Rosini, C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12968-12976
60. Stephens, P. J.; McCann, D. M.; Cheeseman, J. R.; Frisch, M. J. Chirality 2005, 17, S52-S64
61. McCann, D. M.; Stephens, P. J. J. Org. Chem. 2006, 71, 6074-6098
62. Autschbach, J.; Jensen, L.; Schatz, G. C.; Tse, Y. C. E.; Krykunov, M. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 2461-2473
63. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Cheeseman, J. R.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 5356-5371
64. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Cheeseman, J. R.; Frisch, M. J.; Bortolini, O.; Besse, P. Chirality 2003, 15, S57-S64
65. Crawford, T. D.; Stephens, P. J. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 1339-1345
66. Srebro, M.; Govind, N.; de Jong, W. A.; Autschbach, J. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 10930-10949
67. Richard, R. M.; Herbert, J. M. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 1296-1306
68. Bylaska, E. J.; de Jong, W. A.; Govind, N.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; Valiev, M.; van Dam, J. J.; Wang, D.; Apra, E.; Windus, T. L.; Hammond, J.; Autschbach, J.; Aquino, F.; Nichols, P.; Hirata, S.; Hackler, M. T.; Zhao, Y.; Fan, P.-D.; Harrison, R. J.; Dupuis, M.; Smith, D. M. A.; Glaesemann, K.; Nieplocha, J.; Tipparaju, V.; Krishnan, M.; Vazquez-Mayagoitia, A.; Jensen, L.; Swart, M.; Wu, Q.; Van Voorhis, T.; Auer, A. A.; Nooijen, M.; Crosby, L. D.; Brown, E.; Cisneros, G.; Fann, G. I.; Fruchtl, H.; Garza, J.; Hirao, K.; Kendall, R.; Nichols, J. A.; Tsemekhman, K.; Wolinski, K.; Anchell, J.; Bernholdt, D.; Borowski, P.; Clark, T.; Clerc, D.; Dachsel, H.; Deegan, M.; Dyall, K.; Elwood, D.; Glendening, E.; Gutowski, M.; Hess, A.; Jaffe, J.; Johnson, B.; Ju, J.; Kobayashi, R.; Kutteh, R.; Lin, Z.; Littlefield, R.; Long, X.; Meng, B.; Nakajima, T.; Niu, S.; Pollack, L.; Rosing, M.; Sandrone, G.; Stave, M.; Taylor, H.; Thomas, G.; van Lenthe, J.; Wong, A.; Zhang, Z. NWChem, A Computational Chemistry Package for Parallel Computers, version 6 (2011 developer's version); Pacific Northwest National Laboratory: Richland, WA, 2011.
69. Valiev, M.; Bylaska, E. J.; Govind, N.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; van Dam, H. J. J.; Wang, D.; Nieplocha, J.; Apra, E.; Windus, T. L.; de Jong, W. A. Comput. Phys. Commun. 2010, 181, 1477-1489
70. Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007-1023
71. Kendall, R. A.; Dunning, T. H.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796-6806
72. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
73. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1396
74. Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158-6170
75. Ernzerhof, M.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 1999, 110, 5029-5036
76. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100
77. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
78. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211
79. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627
80. Autschbach, J. Comput. Lett. 2007, 3, 131-150
81. Autschbach, J. ChemPhysChem 2011, 12, 3224-3235
82. Müller, T.; Wiberg, K. B.; Vaccaro, P. H. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 5959-5968
83. Müller, T.; Wiberg, K. B.; Vaccaro, P. H.; Cheeseman, J. R.; Frisch, M. J. J. Opt. Soc. Am. B 2002, 19, 125-141
84. Wilson, S. M.; Wiberg, K. B.; Cheeseman, J. R.; Frisch, M. J.; Vaccaro, P. H. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 11752-11764
85. Mach, T. J.; Crawford, T. D. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 10045-10051
86. Pedersen, T. B.; Koch, H.; Boman, L.; de Merás, A. M. J. S. Chem. Phys. Lett. 2004, 393, 319-326
87. Tam, M. C.; Russ, N. J.; Crawford, T. D. J. Chem. Phys. 2004, 121, 3550-3557
88. Kongsted, J.; Pedersen, T. B.; Strange, M.; Osted, A.; Hansen, A. E.; Mikkelsen, K. V.; Pawlowski, F.; Jürgensen, P.; Hättig, C. Chem. Phys. Lett. 2005, 401, 385-392
89. Kumata, Y.; Furukawa, J.; Fueno, T. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1970, 43, 3920-3921
90. Lightner, D. A.; Gawronski, J. K.; Bouman, T. D. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 5749-5754
91. Brown, H. C.; Zaidlewicz, M.; Bhat, K. S. J. Org. Chem. 1989, 54, 1764-1766
92. Ruud, K.; Zanasi, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 3594-3596
93. Crawford, T. D.; Tam, M. C.; Abrams, M. L. Mol. Phys. 2007, 105, 2607-2617
94. Mort, B. C.; Autschbach, J. Chem. Phys. Chem 2008, 9, 159-170
95. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A., Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, Ö.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, Revision A.1; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
96. Woon, D. E.; Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1994, 100, 2975-2988
97. Moscowitz, A. Adv. Chem. Phys. 1962, 4, 67-112
98. Wiberg, K. B.; Wang, Y. G.; Wilson, S. M.; Vaccaro, P. H.; Cheeseman, J. R. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 13995-14002
99. Ruud, K.; Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Taylor, P. R.; Cheeseman, J. R.; Frisch, M. J. Chem. Phys. Lett. 2003, 373, 606-614
100. Autschbach, J.; Patchkovskii, S.; Ziegler, T.; van Gisbergen, S. J. A.; Baerends, E. J. J. Chem. Phys. 2002, 117, 581-592
101. Krykunov, M.; Autschbach, J. J. Chem. Phys. 2005, 123, 114103-10
102. Mort, B. C.; Autschbach, J. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 8617-8623
103. Christiansen, O.; Koch, H.; Jürgensen, P. Chem. Phys. Lett. 1995, 243, 409-418
104. Wong, B. M.; Hsieh, T. H. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3704-3712
105. Murphy, V. L.; Kahr, B. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12918-12921
106. Lopata, K.; Reslan, R.; Kowalska, M.; Neuhauser, D.; Govind, N.; Kowalski, K. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3686-3693
107. Anger, E.; Srebro, M.; Vanthuyne, N.; Toupet, L.; Roussel, C.; Autschbach, J.; Crassous, J.; Réau, R. (2011, in preparation.
108. Martin, R. H.; Flammang-Barbieux, M.; Cosyn, J. P.; Gelbcke, M. Tetrahedron Lett. 1968, 9, 3507-3510
109. Newman, M. S.; Lutz, W. B.; Lednicer, D. J. Am. Chem. Soc. 1955, 77, 3420-3421
110. Lightner, D. A.; Hefelfinger, D. T.; Powers, T. W.; Frank, G. W.; Trueblood, K. N. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 3492-3497
111. Grimme, S.; Antony, J.; Ehrlich, S.; Krieg, H. J. Chem. Phys. 2010, 132, 154104-154119
112. Grimme, S.; Mück-Lichtenfeld, C.; Antony, J. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11199-11207
113. Norel, L.; Rudolph, M.; Vanthuyne, N.; Williams, J. A. G.; Lescop, C.; Roussel, C.; Autschbach, J.; Crassous, J.; Réau, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 99-102
114. Anger, E.; Rudolph, M.; Norel, L.; Zrig, S.; Shen, C.; Vanthuyne, N.; Toupet, L.; Williams, J. A. G.; Roussel, C.; Autschbach, J.; Crassous, J.; Réau, R. Chem. - Eur. J. 2011, 17, 14178-14198.
115. Perdew, J. P.; Levy, M. Phys. Rev. Lett. 1983, 51, 1884-1887
116. Mori-Sánchez, P.; Cohen, A. J.; Yang, W. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 146401(1)-146401(4)