计算化学公社

标题: 请教交联聚合物拓扑文件中原子电荷的问题 [打印本页]

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Author: naoki 时间: 2019-9-25 22:06
标题: 请教交联聚合物拓扑文件中原子电荷的问题
大家好，我想做间苯二胺和均苯三甲酰氯反应得到的交联聚酰胺（常见反渗透膜活性层）结构的模拟。之前在论坛上发帖提问关于Polymatic建模的问题（http://bbs.keinsci.com/thread-14023-1-1.html），Sob老师和EdwardLimit大神都给予了很大的帮助，让我得以建出了交联聚酰胺的模型。就是下面这一坨玩意儿。。。。 (, 下载次数 Times of downloads: 77)
现在准备用GROMACS对其进行动力学平衡，实现结构的优化。之前我跑GROMACS都是小分子体系，能够使用一些工具制作拓扑文件（http://bbs.keinsci.com/thread-428-1-1.html），但不能很好地处理这种交联聚合物。我是想着通过mktop获取该聚合物在OPLS-AA下的力场参数，电荷用RESP电荷（有文献报道这种交联聚酰胺用polymatic建模后电荷由Gaussian拟合得到）。然后我就构建了包含几个单体的寡聚物（如下），按Sob老师的帖子拟合RESP电荷（http://bbs.keinsci.com/thread-12858-1-1.html）但是我不知道如何将这个寡聚物拟合的RESP对应到聚合物拓扑文件里的每个原子上，也不知道能不能这样搞，特来向大家请教请教一下，有没有合理构建这种拓扑的最佳方案。有点啰嗦，谢谢大家。
(, 下载次数 Times of downloads: 49)

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Author: sobereva 时间: 2019-9-25 22:14
这么弄电荷没问题，至于怎么赋值到那些原子上，得看拓扑文件怎么整的。如果原子顺序和你的单体一致，写个脚本，通过判断残基，把对应的原子电荷按顺序补到原子电荷那一列即可。

作者
Author: naoki 时间: 2019-9-25 22:39

sobereva 发表于 2019-9-25 22:14
这么弄电荷没问题，至于怎么赋值到那些原子上，得看拓扑文件怎么整的。如果原子顺序和你的单体一致，写个脚 ...

谢谢Sob老师的回复，因为我这个不是线性的高分子，是有分叉结构的交联体系，原子顺序都没遵从什么规律。。。单体也是我按照包含所有可能化学环境这个想法画出来的，所以感觉没法对上。。。您还有什么法子吗

作者
Author: 紫丹渡津 时间: 2019-9-25 23:56
本帖最后由紫丹渡津于 2019-9-26 00:19 编辑

先将你的结构单元细分，比如支化单元，线性单元和末端单元，这样每种单元都会有固定的原子顺序，然后用脚本填入电荷就可以了。

细分要在构建体系之前就做好，比如用polymatic的时候，将不同比例的细分单元pack到盒子里，然后聚合。我记得polymatic输出的lammps data file原子是乱续的，sort一下，然后按照细分单元的种类填入电荷(在用polymatic的时候可以将非反应原子的电荷设置为0以加快聚合反应)。

作者
Author: naoki 时间: 2019-9-26 09:02

紫丹渡津发表于 2019-9-25 23:56
先将你的结构单元细分，比如支化单元，线性单元和末端单元，这样每种单元都会有固定的原子顺序，然后用脚本 ...

谢谢您的指点！我去试试看

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Author: yjmaxpayne 时间: 2019-9-26 13:11
本帖最后由 yjmaxpayne 于 2019-9-26 13:14 编辑

建议上x2top，原子用特殊命名法命名好，一个原子名对应一种力场类型，然后再定义好键长。另外一种办法，就是放到MS里面用其他力场（接近oplsaa形式以及原子类型命名规则的）type一下，输出car和mdf，然后通过vmd的topotools输出top文件，但是输出后得改很多地方。
还有就是直接定义好电荷（同样可以通过MS或者VMD来进行）后，输出mol2, 然后硬上acpype，可能耗时会比较久一些。

作者
Author: tjuptz 时间: 2019-9-30 11:57
请问楼主，polymatic给出的交联结构中不是按照残基排序的吗？

作者
Author: naoki 时间: 2019-10-3 22:36

tjuptz 发表于 2019-9-30 11:57
请问楼主，polymatic给出的交联结构中不是按照残基排序的吗？

之前我搞错了，是按照残基排序的。。。

作者
Author: tjuptz 时间: 2019-10-4 06:51

naoki 发表于 2019-10-3 22:36
之前我搞错了，是按照残基排序的。。。

那就用pdb2gmx就可以获得top文件了

作者
Author: naoki 时间: 2019-10-6 22:15

tjuptz 发表于 2019-10-4 06:51
那就用pdb2gmx就可以获得top文件了

是不是要先像苏玖染兄弟说的那样用specbond.dat形成特殊键就可以了呀

作者
Author: tjuptz 时间: 2019-10-7 07:15

naoki 发表于 2019-10-6 22:15
是不是要先像苏玖染兄弟说的那样用specbond.dat形成特殊键就可以了呀

对的吧。另外，我也想生成你这样的聚合物，应该如何快速入门lammps呢？

作者
Author: naoki 时间: 2019-10-31 19:56

yjmaxpayne 发表于 2019-9-26 13:11
建议上x2top，原子用特殊命名法命名好，一个原子名对应一种力场类型，然后再定义好键长。另外一种办法，就 ...

谢谢大佬，我现在开始尝试硬上acpype了。。祝我好运

作者
Author: naoki 时间: 2019-10-31 19:57

tjuptz 发表于 2019-10-7 07:15
对的吧。另外，我也想生成你这样的聚合物，应该如何快速入门lammps呢？

我用polymatic的时候感觉还好，不用特别需要LAMMPS技能

作者
Author: tjuptz 时间: 2019-10-31 22:31

naoki 发表于 2019-10-31 19:57
我用polymatic的时候感觉还好，不用特别需要LAMMPS技能

好的，最近看了polymatic的手册，下面再搞搞lammps。另，祝好运

作者
Author: naoki 时间: 2019-11-1 08:53

yjmaxpayne 发表于 2019-9-26 13:11
建议上x2top，原子用特殊命名法命名好，一个原子名对应一种力场类型，然后再定义好键长。另外一种办法，就 ...

您好，我用acpype的时候超过了它最大时常10小时，所以就自己终止了，请问有什么办法修改最大时长嘛，谢谢~

作者
Author: diaok 时间: 2019-11-1 15:42

naoki 发表于 2019-11-1 08:53
您好，我用acpype的时候超过了它最大时常10小时，所以就自己终止了，请问有什么办法修改最大时长嘛，谢谢 ...

是因为算了电荷吗？可以用user charge减少时间

作者
Author: naoki 时间: 2019-11-1 15:51

diaok 发表于 2019-11-1 15:42
是因为算了电荷吗？可以用user charge减少时间

谢谢您，确实是这样的。现在-c user了，正在跑，已经四五个小时了也还没完哈哈哈哈

作者
Author: yjmaxpayne 时间: 2019-11-3 17:42

naoki 发表于 2019-11-1 15:51
谢谢您，确实是这样的。现在-c user了，正在跑，已经四五个小时了也还没完哈哈哈哈

发现一个好货，可以考虑试试，我还没来得及测试。 https://github.com/shirtsgroup/InterMol

作者
Author: naoki 时间: 2019-11-7 09:55

yjmaxpayne 发表于 2019-11-3 17:42
发现一个好货，可以考虑试试，我还没来得及测试。 https://github.com/shirtsgroup/InterMol

硬上acpype失败。。我用Sob老师的不做结构优化的acpype加上-c user，又把它最大计算时长从10h改到100h跑了四天还是卡在“Antechamber OK”这一步。。。。您说的这个我去看看
还有就是想请教一下如何通过vmd建topo，是不是需要自己写个脚本呀，谢谢啦

作者
Author: tjuptz 时间: 2019-11-7 19:36

naoki 发表于 2019-11-7 09:55
硬上acpype失败。。我用Sob老师的不做结构优化的acpype加上-c user，又把它最大计算时长从10h改到100h跑 ...

http://bbs.keinsci.com/thread-4753-1-1.html

作者
Author: naoki 时间: 2019-11-7 23:46

tjuptz 发表于 2019-11-7 19:36
http://bbs.keinsci.com/thread-4753-1-1.html

tcl语言不怎么会。。一时半会儿还看不懂怎么为这个体系改脚本。。我得学习学习

作者
Author: tjuptz 时间: 2019-11-11 20:39

紫丹渡津发表于 2019-9-25 23:56
先将你的结构单元细分，比如支化单元，线性单元和末端单元，这样每种单元都会有固定的原子顺序，然后用脚本 ...

请问sort有什么便利的方法吗？

作者
Author: yjmaxpayne 时间: 2019-11-12 06:51
本帖最后由 yjmaxpayne 于 2019-11-12 06:55 编辑

naoki 发表于 2019-11-7 09:55
硬上acpype失败。。我用Sob老师的不做结构优化的acpype加上-c user，又把它最大计算时长从10h改到100h跑 ...

这个code我测试了一下，dihedral部分麻烦些，只能用于特定的几种。但是除此之外，还是很好用的，可以保证从lammps data转topo中能量，长度，混合规则等不出错。但是前提是你对LAMMPS也有一定的了解，知道如何写出正确的输入文件。

作者
Author: naoki 时间: 2019-11-12 09:36

yjmaxpayne 发表于 2019-11-12 06:51
这个code我测试了一下，dihedral部分麻烦些，只能用于特定的几种。但是除此之外，还是很好用的，可以保 ...

非常感谢~

作者
Author: ArbitraryDt 时间: 2020-5-12 11:23
我最近也在做聚合物，我用chemdraw画了单体的pdb，然后接下来使用什么软件来聚合，是不是要先进行处理？

作者
Author: sobereva 时间: 2020-5-14 16:41

ArbitraryDt 发表于 2020-5-12 11:23
我最近也在做聚合物，我用chemdraw画了单体的pdb，然后接下来使用什么软件来聚合，是不是要先进行处理？

packmol
分子动力学初始结构构建程序Packmol的使用
http://sobereva.com/473（http://bbs.keinsci.com/thread-12549-1-1.html）

一开始结构必定很松散，MD跑起来就紧密了

作者
Author: ArbitraryDt 时间: 2020-5-14 20:51

sobereva 发表于 2020-5-14 16:41
packmol
分子动力学初始结构构建程序Packmol的使用
http://sobereva.com/473（http://bbs.keinsci.com/ ...

模型构建起来了之后，只是一个分子的坐标文件，请问力场则么分配啊，比如需要原子间的bond_coffe、pair_coffe、angle_coffe......等。怎么得到啊

作者
Author: diaok 时间: 2020-5-15 12:34

ArbitraryDt 发表于 2020-5-12 11:23
我最近也在做聚合物，我用chemdraw画了单体的pdb，然后接下来使用什么软件来聚合，是不是要先进行处理？

你指的是堆积还是聚合？
单纯的堆积用packmol
聚合涉及到键连和拓扑的改变，实现方法有上面提到的那些

作者
Author: sobereva 时间: 2020-5-16 00:13

ArbitraryDt 发表于 2020-5-14 20:51
模型构建起来了之后，只是一个分子的坐标文件，请问力场则么分配啊，比如需要原子间的bond_coffe、pair_c ...

这是lammps的事，主贴说的是GROMACS

作者
Author: vimalakirti_lee 时间: 2020-11-14 10:47

naoki 发表于 2019-11-12 09:36
非常感谢~

请问楼主后来成功搞出topol了吗？

作者
Author: monte 时间: 2021-9-29 16:13

naoki 发表于 2019-11-1 08:53
您好，我用acpype的时候超过了它最大时常10小时，所以就自己终止了，请问有什么办法修改最大时长嘛，谢谢 ...

-s 后面加时间，我记得单位是秒，比如 -s 60 就是计算60秒

作者
Author: tjuptz 时间: 2021-11-20 23:25

yjmaxpayne 发表于 2019-11-12 06:51
这个code我测试了一下，dihedral部分麻烦些，只能用于特定的几种。但是除此之外，还是很好用的，可以保 ...

请问只能用于特定的几种是哪几种呢？另外，您说的还是从data转为top，没测试从top到data吧。我最近试了下把acpype产生的top转到data也是感觉dihedral部分有问题

作者
Author: miumiulu 时间: 2022-1-3 17:19

tjuptz 发表于 2019-10-31 22:31
好的，最近看了polymatic的手册，下面再搞搞lammps。另，祝好运

你好，请问你在哪里可以找到polymatic的手册呀？谢谢

作者
Author: tjuptz 时间: 2022-1-3 23:12

miumiulu 发表于 2022-1-3 17:19
你好，请问你在哪里可以找到polymatic的手册呀？谢谢

下载代码的那个压缩包里就有，具体在网上搜一下就有了

作者
Author: tjuptz 时间: 2022-1-22 22:44
楼主好，我最近自己写脚本做这个，用少量分子试验时发现会有这种一个MPD的2个N与一个TMC的2个C连一起，如下图。请问这算正常吗？实验中会有吗？ (, 下载次数 Times of downloads: 37)

作者
Author: naoki 时间: 2022-1-23 14:07

tjuptz 发表于 2022-1-22 22:44
楼主好，我最近自己写脚本做这个，用少量分子试验时发现会有这种一个MPD的2个N与一个TMC的2个C连一起，如下 ...

ptz兄好，常温下应该没有这种产物。当MPD与TMC反应生成一个酰胺键后，这俩环被酰胺键隔开，没法再扭转过来反应了，这需要克服的势垒太高。我用polymatic脚本做交联的时候，在pcff力场下没出现这种结构。如果你写的脚本是考虑linker之间距离和角度来判断交联，不妨将cutoff设大一点看看。比较合理的方法可能是先通过距离和角度的cutoff判断成键，在生成几个化学键后，跑em或md退火，或许可以避免这种问题。

作者
Author: tjuptz 时间: 2022-1-23 14:14
本帖最后由 tjuptz 于 2022-1-23 14:23 编辑

naoki 发表于 2022-1-23 14:07
ptz兄好，常温下应该没有这种产物。当MPD与TMC反应生成一个酰胺键后，这俩环被酰胺键隔开，没法再扭转过 ...

好的，谢谢提供信息和建议。我在gromacs用gaff力场试验的，把除了连接原子外其他原子电荷都设为0了，可能跟这个有关。你用polymatic加pcff力场直接用距离标准就不会出现这种情况吗？是否加了不允许分子内intra成键的选项呢？

作者
Author: naoki 时间: 2022-1-23 19:52

tjuptz 发表于 2022-1-23 14:14
好的，谢谢提供信息和建议。我在gromacs用gaff力场试验的，把除了连接原子外其他原子电荷都设为0了，可能 ...

加上电荷跑退火更合理些
我的cutoff是6 angstrom，我没加intra，感觉加不加对MPD和TMC都一样

作者
Author: tjuptz 时间: 2022-1-23 20:30

naoki 发表于 2022-1-23 19:52
加上电荷跑退火更合理些
我的cutoff是6 angstrom，我没加intra，感觉加不加对MPD和TMC都一样

好的，谢谢。我再试试

作者
Author: naoki 时间: 2022-1-23 21:38

tjuptz 发表于 2022-1-23 20:30
好的，谢谢。我再试试

太强了，期待早日实现

作者
Author: tjuptz 时间: 2022-2-12 17:43

naoki 发表于 2022-1-23 21:38
太强了，期待早日实现

楼主好，最近在借鉴polymaic脚本来自己写的脚本，我发现polym.pl执行1次也就polym_loop.py里的一圈循环最多只找到一个成键的对，跟您确认下是这样吧？
这样的话感觉效率低了。

作者
Author: naoki 时间: 2022-2-13 10:00

tjuptz 发表于 2022-2-12 17:43
楼主好，最近在借鉴polymaic脚本来自己写的脚本，我发现polym.pl执行1次也就polym_loop.py里的一圈循环最 ...

是的，我觉得是一次一根键

作者
Author: tjuptz 时间: 2022-2-14 13:57

naoki 发表于 2022-2-13 10:00
是的，我觉得是一次一根键

谢啦

作者
Author: shiqiyuan 时间: 2022-3-2 09:45
请问一下Polymatic直接解压就能用嘛？谢谢

作者
Author: naoki 时间: 2022-3-9 14:44

shiqiyuan 发表于 2022-3-2 09:45
请问一下Polymatic直接解压就能用嘛？谢谢

是的，你得改一下脚本里lammps的路径

作者
Author: JCenter 时间: 2023-2-24 01:57
大佬，我突然有个疑问，polymatic是为用于构建无定形线性聚合物而做出的程序包，可以用于构建结晶性聚合物的聚合模拟吗，而且它做出来的应该也是线性聚酰胺吧，不是交联的聚酰胺。不知道要不要接着用了，哈哈哈

作者
Author: naoki 时间: 2023-2-24 10:40

JCenter 发表于 2023-2-24 01:57
大佬，我突然有个疑问，polymatic是为用于构建无定形线性聚合物而做出的程序包，可以用于构建结晶性聚合物 ...

polymatic并不仅限于构建线型聚合物，其原文中已指出可用于构建交联聚合物。
举两个例子：
10.1038/nmat4638
10.1002/anie.202103555
结晶性聚合物可以构建，但是构建后应该不是结晶状态，需要后续的md步骤来做

作者
Author: JCenter 时间: 2023-2-24 10:56

naoki 发表于 2023-2-24 10:40
polymatic并不仅限于构建线型聚合物，其原文中已指出可用于构建交联聚合物。
举两个例子：
10.1038/nma ...

感谢大佬的指点！🤗🤗🤗

作者
Author: Starrymoon 时间: 2024-6-28 11:14
您好，我建的模型和您的差不多，后续发现很难平衡，膜分布很不均匀，请问可以用什么办法让它均匀点吗？

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)