计算化学公社
标题: 两个小分子相互作用能计算过程求助 [打印本页]
作者Author: 华理小妮 时间: 2020-6-10 22:47
标题: 两个小分子相互作用能计算过程求助
老师您好，我目前想要查找与A分子在氯仿和水中综合起来结合能最强的功能单体分子。我们初步选了四种功能单体分子这些分子的原子数都不多，差不多在20左右。目前所用的方法不知道可不可行，麻烦老师们帮我查看一下。
1.首先用molclus分别做初始构象，得到了相对能量为0最稳定构象。
2.接下来将这些最稳定构象与单个分子用DFT进行结构优化。氯仿环境 Gaussian D01 input文件是这样写的：#p opt freq M062X/6-31G(d,p) scrf(SMD,solvent=cloroform)计算水中时则把chlorofrom换成water
3.优化之后，进行相互作用能得计算。首先在真空环境下计算E_BSSE input文件是这样写的：#p opt freq M062X-D3/6-311+G(d,p) counterpoise=2 , 然后在溶剂环境下计算相互作用能input文件书写#p opt freq M062X-D3/6-311+G(d,p) scrf(SMD,solvent=cloroform) 查看输出文件计算得到的能量加上E_BSSE就可以了。
这是大致的过程，另外我还想问一下在计算水环境时，我的目标分子和功能单体在水中会根据不同的pH出现带电情况，因此有不同的作用方式，我的处理方式是将可能出现的构型都进行了计算。这样可以吗
最后筛选到最适的功能单体之后再对其最终构型用Multiwfn进行了静电势和RGD的分析。
我是做材料方面的，对量子化学只了解一点皮毛。还想请老师能帮忙解答一下。万分感谢
作者Author: snljty 时间: 2020-6-11 07:57
看一下卢老师这篇
《谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算》
http://bbs.keinsci.com/thread-3345-1-1.html
里面关于隐式溶剂模型的溶解自由能和体系总能量到底怎么算比较好。
不知道你的A分子多大。如果也只有20个原子，复合物40原子出头，那这个单点能水平就可以进一步提升了。
看
《在ORCA中做counterpoise校正并计算分子间结合能的例子》
http://bbs.keinsci.com/thread-16585-1-1.html
《详谈Multiwfn产生ORCA量子化学程序的输入文件的功能》
http://sobereva.com/list.html
《谈谈BSSE校正与Gaussian对它的处理》
http://sobereva.com/46
中提到3-zeta小基组可能用一半BSSE更好。
作者Author: 华理小妮 时间: 2020-6-11 10:08
谢谢您的解答，可是我不是想求解溶解自由能和体系自由能呢，我是想在隐式溶剂模型下计算两分子间的相互作用能
作者Author: thanhtam 时间: 2020-6-11 10:21
你把文章看了就明白了
作者Author: 华理小妮 时间: 2020-6-11 10:27
你说的卢老师这篇文章我已经拜读过了《谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算》
http://bbs.keinsci.com/thread-3345-1-1.html
我还是那个问题呢，我不是想做溶解自由能而是在溶剂中两个小分子的相互作用。
作者Author: cottondog 时间: 2020-6-11 14:23
我之前做过一个工作和这个非常类似，分子印迹结合电化学传感的。需要思考的是你功能单体是如何交联的，如果只是计算了一个功能单体和A分子之间的结构可能不太行，作用位点太少了。我算的是几个功能单体团簇与目标分子的结构优化，但这里面功能单体的数量选取有任意性，整个体系的柔性也会非常高，我是用ORCA算的。
作者Author: 华理小妮 时间: 2020-6-11 14:52
谢谢你的解答，我也是做分子印迹的，我目前做的工作是用Gaussian软件筛选功能单体，你的模板分子可能有多个与功能单体的结合位点，我的目标分子结构比较简单。另外你有尝试模拟水中两个分子之间的作用能吗，我的模板分子和功能单体会因为pH的不同会出现带电和不带电的情况，这需要分开考虑把
作者Author: sobereva 时间: 2020-6-11 23:24
第3步明显是错的。你计算相互作用能干嘛还又写了opt freq。而且opt freq时绝对别用counterpoise。
cloroform拼错了
M06-2X加色散校正根本不是那么写关键词，仔细看
DFT-D色散校正的使用
http://sobereva.com/210
做了counterpoise任务直接就给了你不考虑变形能情况下的相互作用能了，“加上E_BSSE”莫名其妙
实际上你当前该做的不是计算电子能量能量层面上的结合能，而应当计算的是结合前后自由能的变化，即G(AB)-G(A)-G(B)。自由能降低得越多结合越稳定。其中AB、A、B计算自由能的步骤都与此文相同：
谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算
http://sobereva.com/327（http://bbs.keinsci.com/thread-3345-1-1.html）
至于BSSE校正是否考虑这都是次要的事。
对于AB肯定要用molclus做二聚体构型搜索，取实际溶剂环境中自由能最低的构型来算自由能。如果A或B本身是柔性分子，也应当用molclus做构象搜索，取自由能最低构象来算自由能。如果有多个热热可及构型/构象，如果追求特别严格，还应当考虑构型/构象平均，这里说了
使用Shermo结合量子化学程序方便地计算分子的各种热力学数据
http://sobereva.com/552（http://bbs.keinsci.com/thread-17494-1-1.html）
至于pH的影响，根据当前体系各位点pKa和当前pH环境判断应当用什么质子化态。
作者Author: 华理小妮 时间: 2020-6-12 14:16
本帖最后由 华理小妮 于 2020-6-12 19:06 编辑
谢谢sober老师的指导，和您说的一样我要计算的是结合前后自由能的变化，即G(AB)-G(A)-G(B)。您的意思是
1、先用molclus做二聚体构型搜索，取实际溶剂环境中自由能最低的构型来算自由能。
2、在确定自由能最低的构型之后将这些构型AB与单个分子(A B)用DFT进行自由能的计算。我想用您说的粗略但比较省事的计算溶剂下焓或自由能的方法
(1)用opt freq优化结构同时获得焓或自由能的热校正量。关键词是 B3LYP/6-31G* opt freq scrf(SMD,solvent=chloroform)计算水中时则把chlorofrom换成water
(2)在(1)的结构下结合溶剂模型用高级别计算单点 关键词是M06-2X-D3(0)/6-311+G(d,p) opt freq scrf(SMD,solvent=chloroform)计算水中时则把chlorofrom换成water
然后将（1）和（2）的结果相加，再加上1.89 kcal/mol。
3、最后通过公式G(AB)-G(A)-G(B)计算结合前后自由能的变化，自由能降低得越多结合越稳定。
作者Author: thanhtam 时间: 2020-6-12 14:23
D3不是这么用的，仔细看上面sob给的文章
作者Author: 华理小妮 时间: 2020-6-12 15:29
谢谢您的回答
作者Author: 华理小妮 时间: 2020-6-12 19:30
Sober 老师我还想问一下，molclus可以做三聚体构型的搜索或者更高具体的构型搜索吗？
作者Author: sobereva 时间: 2020-6-13 00:17
显然可以
看此文第例子
genmer：生成团簇初始构型结合molclus做团簇结构搜索的超便捷工具
http://bbs.keinsci.com/thread-2369-1-1.html
作者Author: sobereva 时间: 2020-6-13 00:53
B3LYP干嘛不加D3？
算单点干嘛又加了opt freq？完全意义不明
前面我的回复里已经解释得足够清楚了
作者Author: 华理小妮 时间: 2020-6-22 10:31
Sober老师，我最近看了很多有关两分子溶剂下结合能的帖子，有几个概念我不知道自己考虑的是否正确
1、G(AB)-G(A)-G(B) 就是计算结合前后自由能的一个变化，通过这个差值的正负可以看出这个结合反应是否能够自发的进行，通俗来说就是这两个分子能否自发的结合在一起。如果差值为负值，那么自由能降低的越多结合能越稳定。
2、E(AB)-E(A)-E(B) 就是结合前后单点能的一个变化，不考虑吉布斯自由能校正，用于两分子之间结合能理论数值的计算用这个。但是我看有的帖子说E(AB)-E(A)-E(B)有两种方法去计算：
1、在Gaussian View中剪出EAB的OUT文件的A和B,分别计算单点能。
2、分别画出A和B的结构，在做几何优化算出A和B的能量。
我不知道这两种计算两分子理论结合能都不同用在什么计算当中，怎么根据实验去合理的选择。
作者Author: sobereva 时间: 2020-6-22 14:22
1 是
2 这取决于你是否考虑变形能。纯理论研究结合强度不需要考虑变形能，也是大多数理论研究弱相互作用的文章，诸如此文用的做法
透彻认识氢键本质、简单可靠地估计氢键强度：一篇2019年JCC上的重要研究文章介绍
http://sobereva.com/513（http://bbs.keinsci.com/thread-14600-1-1.html）
在ORCA中做counterpoise校正并计算分子间结合能的例子
http://sobereva.com/542（http://bbs.keinsci.com/thread-16585-1-1.html）
和实验对比，考察完整过程能量变化才需要优化单体结构。
作者Author: 华理小妮 时间: 2020-6-22 14:55
谢谢sober老师
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