1.背景

理论计算模拟对于理解化学反应的微观机理、指导化学反应或催化剂的合理设计具有不可或缺的作用。 然而，真实的化学反应系统通常会涉及大量的构象变化和复杂多样的化学键重组过程化学软件教程化学软件教程，形成化学反应网络，如图1所示。这种复杂性给手动寻找化学反应路径带来了一定的局限性：1）构建化学反应网络耗时耗力； 2）无法保证所研究的反应体系的反应路径的完整性（可能导致给出错误的机理解释或计算预测与实验结果不匹配）。 因此，开发自动化反应路径搜索工具对于提高研究人员探索化学反应网络的效率具有重要意义。

图1 化学反应网络示意图

化学反应自动化设计（ADCR）是南京大学李树华教授课题组开发的一款闭源免费自动搜索化学反应路径的程序。 它采用分子动力学模拟与坐标驱动相结合的方法（Combined Molecular Dynamics and Coordination Driving (MD/CD)），自动搜索复杂反应体系的反应路径并构建反应网络。程序网址为：

2、软件介绍

2.1 基本原理

MD/CD方法利用MD模拟来寻找低能垒过程； 它利用改进的CD技术来寻找具有更高能垒的化学过程，以获得可能的过渡态和中间体的结构。 通过对搜索过程中产生的反应物和中间体进行MD/CD计算，可以组装出一个相对完整的化学反应网络（详细信息参见：Phys. Chem. Chem. Phys. 2023, 25, 23696）。 MD/CD方法的具体流程图和应用实例如图2所示。

图2 MD/CD方法流程图及应用实例

2.2 程序特点与功能

当前版本的ADCR程序支持在本地工作站、LSF作业管理系统和Slurm作业管理系统上运行，并支持MPI中的跨节点并行计算。 该软件的特点包括：1）简单易用，只需具备常用量子化学软件的基本使用能力，例如使用Gaussian软件进行常规DFT计算，使用xtb软件进行半经验计算； 2）ADCR程序提供了自动化计算选项，同时也允许用户根据自己的直觉进行一些手动干预，例如选择优先反应中心或指定基元反应步骤数等，以提高计算效率。

目前，该计划已通过计算测试了大约 50 个经典有机化学过程。 适用的化学反应体系包括： 1）均相闭壳有机反应； 2）自由基反应； 3）过渡金属催化反应机理研究； 4）单电子转移过程； 5）支持溶质-溶剂簇寻找溶液相化学反应的方法等。

三、获取方法

ADCR 程序目前免费提供。 用户可以通过邮箱wangguoqiang710@nju.edu.cn（王老师）发送使用申请。 程序开发团队相关负责人将用户协议发送给申请人。 签字并批准后，您将收到。 它可以包括程序安装包、用户手册和程序维护人员联系信息等信息的下载链接。

欢迎来到 ADCR，请通过电子邮件 guoaoli@smail.nju.edu.cn 发送反馈。