An automated method to find transition states using chemical dynamics simulations

Journal of Computational Chemistry

Volumn 36, Issue 4, 2015, Pages 222-234

  Martínez Núñez, Emilio ^a  

^a Departamento de Química Física Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares Universidade de Santiago de Compostela ^*  (Spain)

Author keywords

Automated method; Chemical dynamics; Potential energy surface; Transition states

Indexed keywords

ELECTRONIC STRUCTURE; FORMALDEHYDE; POTENTIAL ENERGY; POTENTIAL ENERGY SURFACES; QUANTUM CHEMISTRY; TRAJECTORIES;

AUTOMATED METHODS; CDS; CHEMICAL DYNAMICS; ELECTRONIC STRUCTURE CALCULATIONS; MOLECULAR SYSTEMS; TRANSITION STATE; TWO-COMPONENT; VINYL CYANIDE;

DYNAMICS;

EID: 84920859107     PISSN: 01928651     EISSN: 1096987X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jcc.23790     Document Type: Article

References (113)

1. H. Eyring, J. Chem. Phys. 1935, 3, 107.
2. E. Wigner, Trans. Faraday Soc. 1938, 34, 29.
3. J. C. Keck, Adv. Chem. Phys. 1967, 13, 85.
4. P. Pechukas, Dynamics of Molecular Collisions; Plenum: New York, 1976.
5. H. N. Schlegel, J. Comput. Chem. 1982, 3, 214.
6. C. J. Cerjan, W. H. Miller, J. Chem. Phys. 1981, 75, 2800.
7. J. Baker, J. Comput. Chem. 1986, 7, 385.
8. P. Csaszar, P. Pulay, J. Mol. Struct. 1984, 114, 31.
9. G. Henkelman, H. Jonsson, J. Chem. Phys. 1999, 111, 7010.
10. A. Heyden, A. T. Bell, F. J. Keil, J. Chem. Phys. 2005, 123, 224101.
11. J. Kastner, P. Sherwood, J. Chem. Phys. 2008, 128, 014106.
12. F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, 2nd ed.; Wiley: Chichester, England, 2006.
13. E. Weinan, E. Vanden-Eijnden, Annu. Rev. Phys. Chem 2010, 61, 391.
14. H. Jonsson, G. Mills, K. W. Jacobsen, In Classical and Quantum Dynamics in Condensed Phase Simulations; B. J. Berne, G. Ciccoti, D. F. Coker, Eds.; World Scientific: River Edge, NJ, 1998.
15. G. Henkelman, B. P. Uberuaga, H. Jonsson, J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901.
16. G. Henkelman, H. Jonsson, J. Chem. Phys. 2000, 113, 9978.
17. E. Winan, W. Ren, E. Vanden-Eijnden, Phys. Rev. B 2002, 66, 052301.
18. E. Weinan, W. Ren, E. Vanden-Eijnden, J. Chem. Phys. 2007, 126, 164103.
19. B. Peters, A. Heyden, A. T. Bell, A. Chakraborty, J. Chem. Phys. 2004, 120, 7877.
20. H. Chaffey-Millar, A. Nikodem, A. V. Matveev, S. Kruger, N. Rosch, J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 777.
21. A. Behn, P. M. Zimmerman, A. T. Bell, M. Head-Gordon, J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 4019.
22. J. Pancir, Collect. Czech. Chem. Commun. 1975, 40, 1112.
23. M. V. Basilevsky, A. G. Shamov, Chem. Phys. 1981, 60, 347.
24. M. V. Basilevsky, Chem. Phys. 1982, 67, 337.
25. D. J. Rowe, A. Ryman, J. Math. Phys. 1982, 23, 732.
26. D. K. Hoffman, R. S. Nord, K. Ruedenberg, Theor. Chim. Acta 1986, 69, 265.
27. P. Jorgensen, H. J. A. Jensen, T. Helgaker, Theor. Chim. Acta 1988, 73, 55.
28. W. Quapp, Theor. Chim. Acta 1989, 75, 447.
29. H. B. Schlegel, Theor. Chim. Acta 1992, 83, 15.
30. J. Q. Sun, K. Ruedenberg, J. Chem. Phys. 1993, 98, 9707.
31. K. Bondensgard, F. Jensen, J. Chem. Phys. 1996, 104, 8025.
32. W. Quapp, M. Hirsch, O. Imig, D. Heidrich, J. Comput. Chem. 1998, 19, 1087.
33. W. Quapp, M. Hirsch, D. Heidrich, Theor. Chem. Acc. 1998, 100, 285.
34. J. M. Bofill, J. M. Anglada, Theor. Chem. Acc. 2001, 105, 463.
35. R. Crehuet, J. M. Bofill, J. M. Anglada, Theor. Chem. Acc. 2002, 107, 130.
36. M. Hirsch, W. Quapp, J. Comput. Chem. 2002, 23, 887.
37. M. Dallos, H. Lischka, E. V. D. Monte, M. Hirsch, W. Quapp, J. Comput. Chem. 2002, 23, 576.
38. M. Hirsch, W. Quapp, J. Mol. Struct. (Theochem.) 2004, 683, 1.
39. K. Ohno, S. Maeda, Chem. Phys. Lett. 2004, 384, 277.
40. S. Maeda, K. Ohno, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5742.
41. K. Ohno, S. Maeda, J. Phys. Chem. A 2006, 110, 8933.
42. K. Ohno, S. Maeda, Phys. Scr. 2008, 78, 058122.
43. X. Yang, S. Maeda, K. Ohno, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 7319.
44. X. Yang, S. Maeda, K. Ohno, Chem. Phys. Lett. 2006, 418, 208.
45. X. Yang, S. Maeda, K. Ohno, J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5099.
46. Y. Watanabe, S. Maeda, K. Ohno, Chem. Phys. Lett. 2007, 447, 21.
47. S. Maeda, K. Ohno, Chem. Phys. Lett. 2008, 460, 55.
48. S. J. Goedecker, J. Chem. Phys. 2004, 120, 9911.
49. D. J. Wales, Phys. Biol. 2005, 2, S86.
50. D. J. Wales, T. V. Bodgan, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20765.
51. S. M. Woodley, R. Catlow, Nat. Mater. 2008, 7, 937.
52. D. J. Wales, J. P. K. Doye, J. Phys. Chem. A 1997, 101, 5111.
53. D. J. Wales, Mol. Phys. 2002, 100, 3285.
54. A. Laio, M. Parrinello, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 12562.
55. D. Passerone, M. Parrinello, Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 108302.
56. M. Iannuzzi, A. Laio, M. Parrinello, Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 238302.
57. H. Grubmuller, Phys. Rev. E 1995, 52, 2893.
58. A. F. Voter, Phys. Rev. B 1998, 57, 985.
59. C. Peng, L. Zhang, T. Head-Gordon, Biophys. J. 2010, 98, 2356.
60. C.-Y. Lu, D. E. Makarov, G. Henkelman, J. Chem. Phys. 2010, 133, 201101.
61. P. Faccioli, A. Lonardi, H. Orland, J. Chem. Phys. 2010, 133, 045104.
62. M. A. Rohrdanz, W. Zheng, M. Maggioni, C. Clementi, J. Chem. Phys. 2011, 134, 124116.
63. Z. D. Pozun, K. Hansen, D. Sheppard, M. Rupp, K.-R. Muller, G. Henkelman, J. Chem. Phys. 2012, 136, 174101.
64. C. Grebner, L. Pason, B. Engels, J. Comput. Chem. 2013, 34, 1810.
65. Y. Kim, S. Choi, W. Y. Kim, J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 2419.
66. M. R. Sorensen, A. F. Voter, J. Chem. Phys. 2000, 112, 9599.
67. Y. Shim, N. B. Callahan, J. G. Amar, J. Chem. Phys. 2013, 138, 094101.
68. D. R. Glowacki, E. Paci, D. V. Shalashilin, J. Phys. Chem. B 2009, 113, 16603.
69. D. R. Glowacki, E. Paci, D. V. Shalashilin, J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 1244.
70. D. V. Shalashilin, G. S. Beddard, E. Paci, D. R. Glowacki, J. Chem. Phys. 2012, 137, 165102.
71. E. Martinez-Nunez, D. V. Shalashilin, J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 912.
72. J. Booth, S. Vazquez, E. Martínez-Núñez, A. Marks, J. Rodgers, D. R. Glowacki, D. V. Shalashilin, Philos. Trans. R Soc. A 2014, 372, 20130384.
73. R. Elber, Biophys. J. 2007, 92, L85.
74. A. K. Faradjian, R. Elber, J. Chem. Phys. 2004, 120, 10880.
75. K. Kuczera, G. S. Jas, R. Elber, J. Phys. Chem. A 2009, 113, 7461.
76. L. Maragliano, E. Vanden-Eijnden, B. Roux, J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 2589.
77. E. Vanden-Eijnden, M. Venturoli, G. Ciccoti, R. Elber, J. Chem. Phys. 2008, 129, 174102.
78. A. M. A. West, R. Elber, D. Shalloway, J. Chem. Phys. 2007, 126, 145104.
79. E. Vanden-Eijnden, M. Venturoli, J. Chem. Phys. 2009, 130, 194101.
80. A. F. Voter, Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 3908.
81. A. F. Voter, J. Chem. Phys. 1997, 106, 4465.
82. G. M. Torrie, J. P. Valleau, J. Chem. Phys. 1977, 66, 1402.
83. G. M. Torrie, J. P. Valleau, J. Comput. Chem. 1977, 23, 187.
84. J. Kastner, Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci. 2011, 1, 932.
85. D. Frenkel, B. Smit, Understanding Molecular Simulations; Academic Press: London, UK, 2002.
86. MOPAC2012, J. J. P. Stewart, Stewart Computational Chemistry, Colorado Springs, CO, USA, Available at: HTTP://OpenMOPAC.net.
87. X. Hu, W. L. Hase, T. Pirraglia, J. Comput. Chem. 1991, 12, 1014.
88. Gaussian 09, Revision B.01, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery, Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, Ö. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, D. J. Fox, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009.
89. J. J. P. Stewart, J. Mol. Model. 2007, 13, 1173.
90. W. L. Hase, D. G. Buckowski, K. N. Swamy, J. Phys. Chem. 1983, 87, 2754.
91. K. M. Dieter, J. J. P. Stewart, J. Mol. Struct. (Theochem) 1988, 163, 143.
92. J. E. Moussa, Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 059801.
93. A. Sadeghi, S.A. Ghasemi, B. Schaefer, S. Mohr, M. A. Lill, S. J. Goedecker, J. Chem. Phys. 2013, 139, 184118.
94. B. Cordero, V. Gomez, A. E. Platero-Prats, M. Reves, J. Echevarria, E. Cremades, F. Barragan, S. Alvarez, Dalton Trans. 2008, 2832.
95. Y. Zhao, D. G. Truhlar, J. Phys. Chem. A 2004, 108, 6908.
96. E. Martínez-Núñez, TSSCDS1.0. A Package of Programs to Find Transition States Using Chemical Dynamics Simulations, Universidade de Santiago de Compostela.
97. C. Gonzalez, H. B. Schlegel, J. Phys. Chem. 1990, 94, 5523.
98. A. B. Bortz, M. H. Kalos, J. L. Lebowitz, J. Comput. Phys. 1975, 17, 10.
99. D. T. Gillespie, J. Comput. Phys. 1976, 22, 403.
100. U. Lourderaj, W. L. Hase, J. Phys. Chem. A 2009, 113, 2236.
101. G. Schaftenaar, J. H. Noordik, J. Comput.-Aided Mol. Des. 2000, 14, 123.
102. L. Khriachtchev, E. Mac¸oas, M. Petterson, M. Rasanen, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10994.
103. S. Maeda, T. Taketsugu, K. Morokuma, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 1900.
104. E. Martínez-Núñez, S. Vázquez, G. Granucci, M. Persico, C. M. Estevez, Chem. Phys. Lett. 2005, 412, 35.
105. E. Martínez-Núñez, S. A. Vázquez, I. Borges, Jr., A. B. Rocha, C. M. Estévez, J. F. Castillo, F. J. Aoiz, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 2836.
106. NIST Computational Chemistry Comparison and Benchmark Database, In NIST Standard Reference Database Number 101, Release 16a; R. D. Johnson, III, Ed.; 2013. Available at: http://cccbdb.nist.gov/. Accessed on Feb 1, 2014.
107. Z. Homayoon, S. A. Vázquez, R. Rodríguez-Fernández, E. Martínez-Núñez, J. Phys. Chem. A 2011, 115, 979.
108. D. Townsend, S. A. Lahander, S. K. Lee, S. D. Chambreau, A. G. Suits, X. Zhang, J. Rheinecker, L. B. Harding, J. M. Bowman, Science 2004, 306, 1158.
109. N. Herath, A. G. Suits, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 642.
110. J. M. Bowman, B. C. Shepler, Annu. Rev. Phys. Chem. 2011, 62, 531.
111. L. B. Harding, S. J. Klippenstein, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3016.
112. M. L. Hause, N. Herath, R. Zhu, M. C. Lin, A. G. Suits, Nat. Chem. 2011, 3, 932.
113. A. Gonzalez-Lafont, T. N. Truong, D. G. Truhlar, J. Phys. Chem. 1991, 95, 4618.