CREST：从结构集合搜索互变异构体

除了单结构互变异构入口，CREST还有面向结构集合的扩展流程：逐条读取输入集合，进行质子化和去质子化循环，再对候选作短构象搜索、优化与筛选。本例用7原子乙醛实际跑通正向和反向两条路径。

1. 下载并看结果#

下载完整输入、实际原生结果与读取绘图程序，保存为 example.zip：

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd crest-extended-tautomer
bash read.sh
bash plot.sh

默认读取附带结果，不重新搜索。CSV写入 analysis-read/，图片写入 figures/。

2. 准备集合XYZ#

cat inputs/forward/ensemble.xyz

本例复用已经优化的乙醛输入，C₂H₄O，电荷0、闭壳层；一条记录为：

  7
  -10.356706559999999
 C         -1.2745757202        0.1233082652        0.0476171220
 C          0.0715856277       -0.5060953876        0.2139674225
 O          1.0622195247       -0.2039767215       -0.3868259675
 H          0.0886965076       -1.3148516382        0.9728036236
 H         -1.9935034341       -0.6410291810       -0.2419699427
 H         -1.5973843141        0.5349529632        1.0022247134
 H         -1.2442841006        0.9078420173       -0.7035367908

多条输入时按相同XYZ格式首尾相接，保持组成和合理的原子编号。input.xyz 为主入口坐标，ensemble.xyz 为待处理集合。

3. 先跑正向流程#

使用个人独立CREST 3.0.3，GNU Fortran与MKL构建，外部单点核对使用xTB 6.7.1。已有独立入口可共用；首次可在已分配的CPU作业内运行 bash build-private.sh。

下面命令在已分配CPU资源、独立输入目录中执行：

~/.local/ys-crest-tools/bin/crest input.xyz \
  --forall ensemble.xyz --tautomerize2 --iter 0 \
  --gfn2 --quick --mdlen 0.1 --mddump 50 --T 2 --keepdir

--forall 指定逐条处理集合，--tautomerize2 选择扩展入口。--iter 0 仍会执行初始一轮“质子化→去质子化”，只是不再增加后续迭代，并不是不做计算。

--mdlen 0.1 为内部短采样的单片段长度0.1 ps，--mddump 50 为50 fs保存间隔；生成的每个中性候选还会进入自己的短构象搜索，因此不能把0.1 ps解释成整套流程的累计总采样时间。本例采用快速、短采样设置作为操作演示。

4. 顺着输出查看每一步#

grep -E 'C Y C L E|Relaxation of generated|Final Geometry' \
  reference-results/forward/native.log
ls reference-results/forward/TP1
head -9 reference-results/forward/tautomers.xyz

TP1 对应第一条输入记录。过程中可以暂时增加或减少一个H并调整电荷，最终互变异构输出仍需回到原来组成和总电荷；不要把中间质子化结构直接当作原分子的互变异构体。

本次中性候选在短搜索后保留2条记录，最后优化、拓扑筛选得到1条最终结构；本例最终结构仍是乙醛型连接。中间2条记录不等于最终有2种不同互变异构体。

5. 整包提交和结果#

bash submit.sh
# 计算结束
bash read.sh work-new analysis-read
bash plot.sh

脚本依次运行正向、反向路径，并对最终结构进行独立GFN2单点。正向约6.94秒、反向约5.89秒，均为本次7原子、2线程的实测，换分子不保证相同耗时。详细数据见路径CSV；路径差异见正反向循环与结果判断。