使用数据驱动技术预测催化原子转移反应
Francesca Lorandi1,2, Marco Fantin2, Hossein Jafari1
1Department of Chemistry, Carnegie Mellon University, 4400 Fifth Avenue, Pittsburgh, Pennsylvania 15213, United States.
在基化物中建立了线性自由能量关系 (LFER). 多变量线性回归模型准确预测原子转移激素反应中的有效催化剂的反应速率.
科学领域:
- 催化剂
- 有机化学
- 物理化学
背景情况:
- 线性自由能量关系 (LFER) 对于预测反应结果和设计化学反应中的催化剂至关重要.
- 铜 (Cu) 复合物对化中的C(sp3) -X键的降解裂变是原子转移基聚合和添加/循环反应的关键步骤.
研究的目的:
- 通过Cu复合体来减少C ((sp3) -X键的LFER.
- 确定影响反应性的Cu复合物和基化物的基本描述物.
- 开发反应速率常数 (kact) 的预测模型.
主要方法:
- 在5种溶剂中为107个Cu复合物/化物对使用方程log kact = s ((I + C + S) 建立了LFER.
- 相关的LFER参数 (I,C,S,s) 与描述符,如键解离自由能量,托尔曼角,电子亲和力,基稳定能量,氧化还原潜力,溶剂极化性和扭曲能量.
- 采用多变量线性回归 (MLR) 来开发一个预测模型.
主要成果:
- LFER有效地插入了超过13个数量级的实际值.
- 确定了影响C(sp3) -X债券减小裂变的关键描述因素.
- 这一模型的预测能力高于LFER方程.
- 使用MLR模型预测超过2000个Cu复合物/化物对的cact值.
结论:
- 已确定的LFER和已识别的描述器为C复合物和基化物在Csp3) -X键裂解中的反应性提供了基本的见解.
- MLR模型为预测和优化原子转移激素反应中的催化剂性能提供了强大的工具.
- 这项工作有助于合理设计各种激素介导转换的新型催化系统.
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