A polarizable QM/MM explicit solvent model for computational electrochemistry in water

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 8, Issue 2, 2012, Pages 610-617

  Wang, Lee Ping ^a   Van Voorhis, Troy ^a  

^a MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84863172978     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct200340x     Document Type: Article

References (117)

1. Arends, I. W. C. E.; Sheldon, R. A.; Wallau, M.; Schuchardt, U. Angew. Chem., Int. Ed. 1997, 36, 1144-1163
2. Connelly, N. G.; Geiger, W. E. Chem. Rev. 1996, 96, 877-910
3. Chen, X. M.; Tong, M. L. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 162-170
4. Lever, A. B. P. Inorg. Chem. 1990, 29, 1271-1285
5. Beer, P. D. Adv. Inorg. Chem. 1992, 39, 79-157
6. Hill, C. L.; Prossermccartha, C. M. Coord. Chem. Rev. 1995, 143, 407-455
7. Noodleman, L.; Peng, C. Y.; Case, D. A.; Mouesca, J. M. Coord. Chem. Rev. 1995, 144, 199-244
8. Stamler, J. S.; Singel, D. J.; Loscalzo, J. Science 1992, 258, 1898-1902
9. Gray, H. B.; Winkler, J. R. Annu. Rev. Biochem. 1996, 65, 537-561
10. McEvoy, J. P.; Brudvig, G. W. Chem. Rev. 2006, 106, 4455-4483
11. Dempsey, J. L.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Chem. Rev. 2010, 110, 7024-7039
12. Tarascon, J. M.; Armand, M. Nature 2001, 414, 359-367
13. Nazri, G.; Pistoia, G. Lithium Batteries: Science and Technology; Springer: New York, 2009.
14. Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 15729-15735
15. Norskov, J. K.; Rossmeisl, J.; Logadottir, A.; Lindqvist, L.; Kitchin, J. R.; Bligaard, T.; Jonsson, H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17886-17892
16. Yang, X. F.; Baik, M. H. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13222-13223
17. Sundararajan, M.; Hillier, I. H.; Burton, N. A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 785-790
18. Bhattacharyya, S.; Stankovich, M. T.; Truhlar, D. G.; Gao, J. L. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5729-5742
19. Muckerman, J. T.; Polyansky, D. E.; Wada, T.; Tanaka, K.; Fujita, E. Inorg. Chem. 2008, 47, 1787-1802
20. Rauschnot, J. C.; Yang, C.; Yang, V.; Bhattacharyya, S. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 8149-8157
21. Wang, T.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 2395-2401
22. Wang, L. P.; Wu, Q.; Voorhis, T. V. Inorg. Chem. 2010, 49, 4543-4553
23. Barone, V.; Cossi, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1995-2001
24. Takano, Y.; Houk, K. N. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 70-77
25. Cossi, M.; Barone, V.; Robb, M. A. J. Chem. Phys. 1999, 111, 5295-5302
26. Cammi, R.; Frediani, L.; Mennucci, B.; Ruud, K. J. Chem. Phys. 2003, 119, 5818-5827
27. Cammi, R.; Mennucci, B.; Tomasi, J. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 9100-9108
28. Baldridge, K. K.; Jonas, V. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7511-7518
29. Christiansen, O.; Mikkelsen, K. V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 8348-8360
30. Cammi, R. J. Chem. Phys. 2009, 131, 164104
31. Caricato, M.; Scalmani, G.; Trucks, G. W.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2369-2373
32. Caricato, M.; Mennucci, B.; Scalmani, G.; Trucks, G. W.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 2010, 132, 084102
33. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
34. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
35. Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1997, 106, 1063-1079
36. Curtiss, L. A.; Redfern, P. C.; Raghavachari, K.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1998, 109, 42-55
37. Neese, F.; Hansen, A.; Wennmohs, F.; Grimme, S. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 641-648
38. Boese, A. D.; Martin, J. M. L. J. Chem. Phys. 2004, 121, 3405-3416
39. Zhao, Y.; Schultz, N. E.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 364-382
40. Karton, A.; Tarnopolsky, A.; Lamere, J. F.; Schatz, G. C.; Martin, J. M. L. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 12868-12886
41. Gutsev, G. L.; Bauschlicher, C. W. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 4755-4767
42. Riley, K. E.; Merz, K. M. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 6044-6053
43. Jensen, K. P.; Roos, B. O.; Ryde, U. J. Chem. Phys. 2007, 126, 014103
44. Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 10757-10816
45. Born, M. Z. Phys. 1920, 1, 45-48
46. Kirkwood, J. J. Chem. Phys. 1934, 2, 767
47. Onsager, L. J. Am. Chem. Soc. 1936, 58, 1486-1493
48. Foresman, J. B.; Keith, T. A.; Wiberg, K. B.; Snoonian, J.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16098-16104
49. Klamt, A.; Schuurmann, G. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1993, 799-805
50. Rashin, A. A.; Honig, B. J. Phys. Chem. 1985, 89, 5588-5593
51. Cossi, M.; Rega, N.; Scalmani, G.; Barone, V. J. Comput. Chem. 2003, 24, 669-681
52. Cances, E.; Mennucci, B.; Tomasi, J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 3032-3041
53. Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 760-768
54. Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Chem. Rev. 1999, 99, 2161-2200
55. Amovilli, C.; Mennucci, B. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 1051-1057
56. Mongan, J.; Simmerling, C.; McCammon, J. A.; Case, D. A.; Onufriev, A. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 156-169
57. Yang, P. K.; Lim, C. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 14863-14868
58. Mouesca, J. M.; Chen, J. L.; Noodleman, L.; Bashford, D.; Case, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11898-11914
59. Li, J.; Fisher, C. L.; Chen, J. L.; Bashford, D.; Noodleman, L. Inorg. Chem. 1996, 35, 4694-4702
60. Baik, M. H.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7407-7412
61. Uudsemaa, M.; Tamm, T. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 9997-10003
62. Lewis, A.; Bumpus, J. A.; Truhlar, D. G.; Cramer, C. J. J. Chem. Educ. 2004, 81, 596-604
63. Barone, V.; Rienzo, F. D.; Langella, E.; Menziani, M. C.; Regal, N.; Sola, M. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2006, 62, 262-269
64. Speelman, A. L.; Gillmore, J. G. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 5684-5690
65. Roy, L. E.; Jakubikova, E.; Guthrie, M. G.; Batista, E. R. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 6745-6750
66. Winget, P.; Weber, E. J.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 1231-1239
67. Fu, Y.; Liu, L.; Yu, H. Z.; Wang, Y. M.; Guo, Q. X. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7227-7234
68. am Busch, M. S.; Knapp, E. W. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15730-15737
69. Chiorescu, I.; Deubel, D. V.; Arion, V. B.; Keppler, B. K. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 499-506
70. Jaque, P.; Marenich, A. V.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 5783-5799
71. Marenich, A. V.; Olson, R. M.; Chamberlin, A. C.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 2055-2067
72. Bryantsev, V. S.; Diallo, M. S.; Goddard, W. A. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 9559-9567
73. Khaliullin, R. Z.; Bell, A. T.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2008, 128, 184112
74. Khaliullin, R. Z.; Bell, A. T.; Head-Gordon, M. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 851-855
75. Mo, Y.; Bao, P.; Gao, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 6760-6775
76. Fattebert, J. L.; Gygi, F. J. Comput. Chem. 2002, 23, 662-666
77. Scherlis, D. A.; Fattebert, J. L.; Gygi, F.; Cococcioni, M.; Marzari, N. J. Chem. Phys. 2006, 124, 074103
78. Galstyan, A.; Knapp, E. W. J. Comput. Chem. 2009, 30, 203-211
79. Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269-6271
80. Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1990, 11, 700-733
81. Aaqvist, J.; Warshel, A. Chem. Rev. 1993, 93, 2523-2544
82. Gao, J. L.; Truhlar, D. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 2002, 53, 467-505
83. Zeng, X. C.; Hu, H.; Hu, X. Q.; Cohen, A. J.; Yang, W. T. J. Chem. Phys. 2008, 128, 124510
84. Blumberger, J.; Bernasconi, L.; Tavernelli, I.; Vuilleumier, R.; Sprik, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3928-3938
85. Zeng, X. C.; Hu, H.; Hu, X. Q.; Yang, W. T. J. Chem. Phys. 2009, 130, 164111
86. Moens, J.; Seidel, R.; Geerlings, P.; Faubel, M.; Winter, B.; Blumberger, J. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 9173-9182
87. Cheng, J.; Sulpizi, M.; Sprik, M. J. Chem. Phys. 2009, 131, 154504
88. Li, G. H.; Zhang, X. D.; Cui, Q. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8643-8653
89. Brunelle, P.; Rauk, A. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 11032-11041
90. Riccardi, D.; Schaefer, P.; Cui, Q. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17715-17733
91. Rickard, G. A.; Berges, J.; Houee-Levin, C.; Rauk, A. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 5774-5787
92. Kamerlin, S. C. L.; Haranczyk, M.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 1253-1272
93. Reiss, H.; Heller, A. J. Phys. Chem. 1985, 89, 4207-4213
94. Kelly, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 408-422
95. Gomer, R.; Tryson, G. J. Chem. Phys. 1977, 66, 4413-4424
96. Frenkel, D.; Smit, B. Understanding Molecular Simulation, 2nd ed.; Academic Press: San Diego, CA, 2001.
97. Metropolis, N.; Rosenbluth, A. W.; Rosenbluth, M. N.; Teller, A. H.; Teller, E. J. Chem. Phys. 1953, 21, 1087-1092
98. Ahlrichs, R.; Bar, M.; Haser, M.; Horn, H.; Kolmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165-169
99. Schafer, A.; Klamt, A.; Sattel, D.; Lohrenz, J. C. W.; Eckert, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 2187-2193
100. Bondi, A. J. Phys. Chem. 1964, 68, 441-444
101. Andrae, D.; Haussermann, U.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. Theor. Chim. Acta 1990, 77, 123-141
102. Schafer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829-5835
103. Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007-1023
104. Rappe, A. K.; Casewit, C. J.; Colwell, K. S.; Goddard, W. A.; Skiff, W. M. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10024-10035
105. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327-341
106. Lamoureux, G.; Roux, B. J. Chem. Phys. 2003, 119, 3025-3039
107. Lamoureux, G.; MacKerell, A. D.; Roux, B. J. Chem. Phys. 2003, 119, 5185-5197
108. Kathmann, S. M.; Kuo, I.-F. W.; Mundy, C. J.; Schenter, G. K. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 4369-4377
109. Harder, E.; Roux, B. J. Chem. Phys. 2008, 129
110. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187-217
111. Shao, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3172-3191
112. Woodcock, H. L.; Hodoscek, M.; Gilbert, A. T. B.; Gill, P. M. W.; Schaefer, H. F.; Brooks, B. R. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1485-1502
113. Difley, S.; Wang, L. P.; Yeganeh, S.; Yost, S. R.; Voorhis, T. V. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 995-1004
114. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 91st ed.; CRC Press: Boca Raton, FL 2010, (accessed February 8, 2011).
115. Wu, Z. J.; Kawazoe, Y. Chem. Phys. Lett. 2006, 423, 81-86
116. Yang, Y.; Weaver, M. N.; Merz, K. M. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 9843-9851
117. Wang, L. P.; Van Voorhis, T. J. Chem. Phys. 2010, 133, 231101