Gaussian16 中的溶剂总结 | 我心永恒的小站

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1. 起因

今天使用 Gaussian16 优化一个内酯类物质的结构，实验条件是在 DMF 中反应，于是直接在 Gaussian16 中使用 SMD 溶剂模型：

scrf=(SMD,solvent=DMF)

结果报错了：

程序报错："Error termination via Lnk1e in /home/wxyhgk/Software/g16/l1.exe at Sat Dec 20 17:14:41 2025."，这表明是 l1.exe 模块出错了。l1.exe 模块在 Gaussian 中负责检查关键词，如下所示

那么问题出在关键词上。对于这个命令：

前面的部分都是正确的，错误出在 solvent=DMF 这里。

2. 解决方案

既然 solvent=DMF 报错，问题就出在 DMF——Gaussian 不支持溶剂简写，必须使用英文全称。查阅官方文档后确认了这一点。

由于官方列表全是英文且没有简写对照，查起来比较费劲，我用 Claude Sonnet 4.5 整理了一份中英对照表

Gaussian 中只能用 EN-solvet 的写法

序号	EN-solvent	ZH-solvent	简写	epsilion(介电常数)
1	Water	水	H₂O	78.3553
2	Acetonitrile	乙腈	MeCN, ACN	35.688
3	Methanol	甲醇	MeOH	32.613
4	Ethanol	乙醇	EtOH	24.852
5	IsoQuinoline	异喹啉	i-Quin	11.00
6	Quinoline	喹啉	Quin	9.16
7	Chloroform	氯仿	CHCl₃	4.7113
8	Diethyl Ether	乙醚	Et₂O	4.2400
9	Dichloromethane	二氯甲烷	DCM, CH₂Cl₂	8.93
10	Dichloroethane	二氯乙烷	DCE	10.125
11	Carbon Tetrachloride	四氯化碳	CCl₄	2.2280
12	Benzene	苯	PhH	2.2706
13	Toluene	甲苯	PhMe, Tol	2.3741
14	Chlorobenzene	氯苯	PhCl	5.6968
15	Nitromethane	硝基甲烷	MeNO₂	36.562
16	Heptane	庚烷	Hep	1.9113
17	Cyclohexane	环己烷	c-Hex, cHex	2.0165
18	Aniline	苯胺	PhNH₂	6.8882
19	Acetone	丙酮	Me₂CO	20.493
20	Tetrahydrofuran	四氢呋喃	THF	7.4257
21	Dimethylsulfoxide	二甲基亚砜	DMSO	46.826
22	Argon	氩	Ar	1.430
23	Krypton	氪	Kr	1.519
24	Xenon	氙	Xe	1.706
25	n-Octanol	正辛醇	n-OcOH	9.8629
26	1,1,1-Trichloroethane	1,1,1-三氯乙烷	TCE	7.0826
27	1,1,2-Trichloroethane	1,1,2-三氯乙烷	1,1,2-TCE	7.1937
28	1,2,4-Trimethylbenzene	1,2,4-三甲基苯	1,2,4-TMB	2.3653
29	1,2-Dibromoethane	1,2-二溴乙烷	EDB	4.9313
30	1,2-Ethanediol	1,2-乙二醇	EG	40.245
31	1,4-Dioxane	1,4-二氧六环	Dioxane	2.2099
32	1-Bromo-2-Methylpropane	1-溴-2-甲基丙烷	i-BuBr	7.7792
33	1-Bromooctane	1-溴辛烷	n-OcBr	5.0244
34	1-Bromopentane	1-溴戊烷	n-PentBr	6.269
35	1-Bromopropane	1-溴丙烷	n-PrBr	8.0496
36	1-Butanol	1-丁醇	n-BuOH	17.332
37	1-Chlorohexane	1-氯己烷	n-HexCl	5.9491
38	1-Chloropentane	1-氯戊烷	n-PentCl	6.5022
39	1-Chloropropane	1-氯丙烷	n-PrCl	8.3548
40	1-Decanol	1-癸醇	n-DecOH	7.5305
41	1-Fluorooctane	1-氟辛烷	n-OcF	3.89
42	1-Heptanol	1-庚醇	n-HepOH	11.321
43	1-Hexanol	1-己醇	n-HexOH	12.51
44	1-Hexene	1-己烯	1-Hex	2.0717
45	1-Hexyne	1-己炔	1-Hexyne	2.615
46	1-Iodobutane	1-碘丁烷	n-BuI	6.173
47	1-Iodohexadecane	1-碘十六烷	n-HexadecI	3.5338
48	1-Iodopentane	1-碘戊烷	n-PentI	5.6973
49	1-Iodopropane	1-碘丙烷	n-PrI	6.9626
50	1-Nitropropane	1-硝基丙烷	1-NP	23.73
51	1-Nonanol	1-壬醇	n-NonOH	8.5991
52	1-Pentanol	1-戊醇	n-PentOH	15.13
53	1-Pentene	1-戊烯	1-Pent	1.9905
54	1-Propanol	1-丙醇	n-PrOH	20.524
55	2,2,2-Trifluoroethanol	2,2,2-三氟乙醇	TFE	26.726
56	2,2,4-Trimethylpentane	2,2,4-三甲基戊烷	Isooctane	1.9358
57	2,4-Dimethylpentane	2,4-二甲基戊烷	2,4-DMP	1.8939
58	2,4-Dimethylpyridine	2,4-二甲基吡啶	2,4-Lut	9.4176
59	2,6-Dimethylpyridine	2,6-二甲基吡啶	2,6-Lut	7.1735
60	2-Bromopropane	2-溴丙烷	i-PrBr	9.3610
61	2-Butanol	2-丁醇	sec-BuOH	15.944
62	2-Chlorobutane	2-氯丁烷	sec-BuCl	8.3930
63	2-Heptanone	2-庚酮	Heptan-2-one	11.658
64	2-Hexanone	2-己酮	Hexan-2-one	14.136
65	2-Methoxyethanol	2-甲氧基乙醇	MeOCH₂CH₂OH	17.2
66	2-Methyl-1-Propanol	2-甲基-1-丙醇	i-BuOH	16.777
67	2-Methyl-2-Propanol	2-甲基-2-丙醇	t-BuOH	12.47
68	2-Methylpentane	2-甲基戊烷	Isohexane	1.89
69	2-Methylpyridine	2-甲基吡啶	2-Pic	9.9533
70	2-Nitropropane	2-硝基丙烷	2-NP	25.654
71	2-Octanone	2-辛酮	Octan-2-one	9.4678
72	2-Pentanone	2-戊酮	Pentan-2-one	15.200
73	2-Propanol	2-丙醇	i-PrOH, IPA	19.264
74	2-Propen-1-ol	2-丙烯-1-醇	Allyl alcohol	19.011
75	3-Methylpyridine	3-甲基吡啶	3-Pic	11.645
76	3-Pentanone	3-戊酮	DEK	16.78
77	4-Heptanone	4-庚酮	DPK	12.257
78	4-Methyl-2-Pentanone	4-甲基-2-戊酮	MIBK	12.887
79	4-Methylpyridine	4-甲基吡啶	4-Pic	11.957
80	5-Nonanone	5-壬酮	DBK	10.6
81	Acetic Acid	乙酸	AcOH, HOAc	6.2528
82	Acetophenone	苯乙酮	PhCOMe	17.44
83	α-Chlorotoluene	氯甲苯	BnCl	6.7175
84	Anisole	苯甲醚	PhOMe	4.2247
85	Benzaldehyde	苯甲醛	PhCHO	18.220
86	Benzonitrile	苯甲腈	PhCN	25.592
87	Benzyl Alcohol	苯甲醇	BnOH	12.457
88	Bromobenzene	溴苯	PhBr	5.3954
89	Bromoethane	溴乙烷	EtBr	9.01
90	Bromoform	溴仿	CHBr₃	4.2488
91	Butanal	丁醛	BuCHO	13.45
92	Butanoic Acid	丁酸	BuCO₂H	2.9931
93	Butanone	丁酮	MEK	18.246
94	Butanonitrile	丁腈	BuCN	24.291
95	Butylamine	丁胺	BuNH₂	4.6178
96	Butyl Ethanoate	乙酸丁酯	BuOAc	4.9941
97	Carbon Disulfide	二硫化碳	CS₂	2.6105
98	Cis-1,2-Dimethylcyclohexane	顺式-1,2-二甲基环己烷	cis-DMCH	2.06
99	Cis-Decalin	顺式十氢化萘	cis-Dec	2.2139
100	Cyclohexanone	环己酮	c-Hexanone	15.619
101	Cyclopentane	环戊烷	c-Pent, cPent	1.9608
102	Cyclopentanol	环戊醇	c-PentOH	16.989
103	Cyclopentanone	环戊酮	c-Pentanone	13.58
104	Decalin-mixture	十氢萘混合物	Dec	2.196
105	Dibromomethane	二溴乙烷	CH₂Br₂	7.2273
106	Dibutyl Ether	二丁醚	Bu₂O	3.0473
107	Diethylamine	二乙胺	Et₂NH, DEA	3.5766
108	Diethyl Sulfide	二乙硫醚	Et₂S	5.723
109	Diiodomethane	二碘甲烷	CH₂I₂	5.32
110	Diisopropyl Ether	二异丙醚	i-Pr₂O, DIPE	3.38
111	Dimethyl Disulfide	二甲基二硫醚	DMDS	9.6
112	Diphenyl Ether	二苯醚	Ph₂O	3.73
113	Dipropylamine	二丙胺	Pr₂NH, DPA	2.9112
114	E-1,2-Dichloroethene	反式-1,2-二氯乙烯	trans-DCE	2.14
115	E-2-Pentene	反式-2-戊烯	trans-2-Pent	2.051
116	Ethanethiol	乙硫醇	EtSH	6.667
117	Ethylbenzene	乙苯	PhEt	2.4339
118	Ethyl Ethanoate	乙酸乙酯	EtOAc, EA	5.9867
119	Ethyl Methanoate	甲酸乙酯	EtOCHO	8.3310
120	Ethyl Phenyl Ether	乙基苯基醚	PhOEt	4.1797
121	Fluorobenzene	氟苯	PhF	5.42
122	Formamide	甲酰胺	HCONH₂	108.94
123	Formic Acid	甲酸	HCOOH, HCO₂H	51.1
124	Hexanoic Acid	己酸	HexCO₂H	2.6
125	Iodobenzene	碘苯	PhI	4.5470
126	Iodoethane	碘乙烷	EtI	7.6177
127	Iodomethane	碘甲烷	MeI	6.8650
128	Isopropylbenzene	异丙苯	Cumene	2.3712
129	m-Cresol	间甲酚	3-MeC₆H₄OH	12.44
130	Mesitylene	均三甲苯	1,3,5-TMB	2.2650
131	Methyl Benzoate	苯甲酸甲酯	PhCO₂Me	6.7367
132	Methyl Butanoate	丁酸甲酯	MeOBu	5.5607
133	Methylcyclohexane	甲基环己烷	MeCyHex	2.024
134	Methyl Ethanoate	乙酸甲酯	MeOAc	6.8615
135	Methyl Methanoate	甲酸甲酯	MeOCHO	8.8377
136	Methyl Propanoate	丙酸甲酯	MeOPr	6.0777
137	m-Xylene	间二甲苯	1,3-Xyl	2.3478
138	n-Butylbenzene	正丁基苯	PhBu	2.36
139	n-Decane	正癸烷	n-C₁₀	1.9846
140	n-Dodecane	正十二烷	n-C₁₂	2.0060
141	n-Hexadecane	正十六烷	n-C₁₆	2.0402
142	n-Hexane	正己烷	Hex, n-C₆	1.8819
143	Nitrobenzene	硝基苯	PhNO₂	34.809
144	Nitroethane	硝基乙烷	EtNO₂	28.29
145	N-Methylaniline	N-甲基苯胺	PhNHMe, NMA	5.9600
146	N-Methylformamide-mixture	N-甲基甲酰胺混合物	NMF	181.56
147	N,N-Dimethylacetamide	N,N-二甲基乙酰胺	DMA, DMAC	37.781
148	N,N-Dimethylformamide	N,N-二甲基甲酰胺	DMF	37.219
149	n-Nonane	正壬烷	n-C₉	1.9605
150	n-Octane	正辛烷	n-C₈	1.9406
151	n-Pentadecane	正十五烷	n-C₁₅	2.0333
152	n-Pentane	正戊烷	Pent, n-C₅	1.8371
153	n-Undecane	正十一烷	n-C₁₁	1.9910
154	o-Chlorotoluene	邻氯甲苯	2-ClTol	4.6331
155	o-Cresol	邻甲酚	2-MeC₆H₄OH	6.76
156	o-Dichlorobenzene	邻二氯苯	o-DCB, ODCB	9.9949
157	o-Nitrotoluene	邻硝基甲苯	o-NT, ONT	25.669
158	o-Xylene	邻二甲苯	o-Xyl, 1,2-Xyl	2.5454
159	Pentanal	戊醛	PentCHO	10.0
160	Pentanoic Acid	戊酸	PentCO₂H	2.6924
161	Pentylamine	戊胺	PentNH₂	4.2010
162	Pentyl Ethanoate	乙酸戊酯	PentOAc	4.7297
163	Perfluorobenzene	全氟苯	C₆F₆	2.029
164	p-Isopropyltoluene	对异丙基甲苯	p-Cymene	2.2322
165	Propanal	丙醛	PrCHO	18.5
166	Propanoic Acid	丙酸	PrCO₂H	3.44
167	Propanonitrile	丙腈	PrCN, EtCN	29.324
168	Propylamine	丙胺	PrNH₂	4.9912
169	Propyl Ethanoate	丙酸乙酯	PrOAc	5.5205
170	p-Xylene	对二甲苯	p-Xyl, 1,4-Xyl	2.2705
171	Pyridine	吡啶	Py	12.978
172	sec-Butylbenzene	仲丁基苯	sec-BuPh	2.3446
173	tert-Butylbenzene	叔丁基苯	t-BuPh	2.3447
174	Tetrachloroethene	四氯乙烯	PCE, Perc	2.268
175	Tetrahydrothiophene-S,S-dioxide	四氢噻吩-S,S-二氧化物	Sulfolane	43.962
176	Tetralin	四氢化萘	Tet	2.771
177	Thiophene	噻吩	Th	2.7270
178	Thiophenol	苯硫酚	PhSH	4.2728
179	trans-Decalin	反式十氢化萘	trans-Dec	2.1781
180	Tributyl Phosphate	磷酸三丁酯	TBP	8.1781
181	Trichloroethene	三氯乙烯	TCE	3.422
182	Triethylamine	三乙胺	Et₃N, TEA	2.3832
183	Xylene-mixture	二甲苯混合物	Xyl	2.3879
184	Z-1,2-Dichloroethene	顺式-1,2-二氯乙烯	cis-DCE	9.2

表格中 148 就是 DMF,

148

N,N-Dimethylformamide

N,N-二甲基甲酰胺

DMF

37.219

所以我们的 Gaussian 中的输入的关键词应该是

#p Opt Freq B3LYP/def2SVP scrf=(SMD,solvent=N,N-Dimethylformamide)

3. 自定义溶剂

如果你需要使用的溶剂不在 Gaussian 内置列表中，可以通过 SCRF=Read 选项手动定义溶剂参数。

3.1 PCM 模型自定义溶剂

对于普通 PCM 计算，只需指定介电常数即可：

参数说明：

Eps - 静态介电常数（零频介电常数）

EpsInf - 动态介电常数（光学介电常数，等于折射率的平方 n²）

RSolv - 溶剂半径（Å），仅在使用 Surface=SAS 时需要

3.2 SMD 模型自定义溶剂

SMD 模型需要 7 个参数，缺一不可，且所有值必须为实数：

参数说明：

参数	符号	含义
`Eps`	ε	静态介电常数
`EpsInf`	n²	动态介电常数（折射率平方，293K）
`HbondAcidity`	α	氢键酸性（Abraham 参数）
`HbondBasicity`	β	氢键碱性（Abraham 参数）
`SurfaceTensionAtInterface`	γ	界面表面张力（cal·mol⁻¹·Å⁻²）
`CarbonAromaticity`	φ	碳芳香性（芳香碳原子比例）
`ElectronegativeHalogenicity`	ψ	电负性卤素度（F, Cl, Br 原子比例）

💡

溶剂参数可在 Minnesota Solvent Descriptor Database 中查询。

4. 混合溶剂的处理

Gaussian 不直接支持混合溶剂，但可以通过自定义溶剂的方式来近似模拟。

4.1 简单方法：加权平均介电常数

对于 PCM 模型，可以根据体积分数或摩尔分数计算混合介电常数：

其中为各组分的体积分数或摩尔分数，为各组分的介电常数。

示例：水/乙醇 1:1（体积比）混合溶剂

第一步：查找纯溶剂参数

溶剂	介电常数 (ε)	折射率平方 (n²)
水 (Water)	78.3553	1.778
乙醇 (Ethanol)	24.852	1.853

第二步：计算体积分数

1:1 体积比意味着：

水的体积分数：

乙醇的体积分数：

第三步：计算混合介电常数

第四步：计算混合动态介电常数

第五步：写入 Gaussian 输入文件

4.2 SMD 混合溶剂

根据 Truhlar 等人 2012 年发表的论文 *Quantum Mechanical Continuum Solvation Models for Ionic Liquids*，对于 SMD 模型，7 个参数的处理方式并不相同：

前 5 个参数（、、、、）：可用体积分数/摩尔分数加权平均

后 2 个参数（、）：需根据混合溶剂的分子组成直接计算

其中为各组分的体积分数或摩尔分数，重原子指非氢原子。

示例：水/乙醇 1:1（体积比）SMD 混合溶剂

第一步：查找纯溶剂的 7 个参数

可从 Minnesota Solvent Descriptor Database 或文献中查询：

参数	水 (Water)	乙醇 (Ethanol)
Eps (ε)	78.3553	24.852
EpsInf (n²)	1.778	1.853
HbondAcidity (α)	0.82	0.37
HbondBasicity (β)	0.35	0.48
SurfaceTensionAtInterface (γ)	71.99	31.62
CarbonAromaticity (φ)	0.0	0.0
ElectronegativeHalogenicity (ψ)	0.0	0.0

第二步：确定体积分数

1:1 体积比 →

第三步：逐一计算混合参数

前 5 个参数（加权平均）：

Eps：

EpsInf：

HbondAcidity：

HbondBasicity：

SurfaceTensionAtInterface：

后 2 个参数（按分子组成计算）：

CarbonAromaticity (φ)：

水 (H₂O)：0 个芳香碳，1 个重原子
乙醇 (C₂H₅OH)：0 个芳香碳，3 个重原子（2C + 1O）
1:1 混合时总计：0 个芳香碳 / 4 个重原子 →

ElectronegativeHalogenicity (ψ)：

水和乙醇均不含卤素（F, Cl, Br）
1:1 混合时总计：0 个卤素 / 4 个重原子 →

第四步：写入 Gaussian 输入文件

⚠️

注意：加权平均只是近似方法，对于强相互作用的混合溶剂（如水/醇体系），实际的 7 个溶剂参数（）可能与线性加权值有较大偏差。建议查阅实验文献获取准确的混合溶剂参数。