计算化学公社

标题: 关于分子结构构象的问题 [打印本页]

作者
Author: GHL 时间: 2022-10-24 20:30
标题: 关于分子结构构象的问题
刚开始接触计算化学，想了解下，对于结构已知的化合物做结构优化和频率计算，发现与文献报道有很大出入，初步归结为分子最稳定的构象尚未找到，不知道这个观点正确吗？
但是很多文献未详细论述，或尚未提及，构象的额外处理。

对于某一已知结构的化合物，进行结构优化后怎样找到其最为稳定的、能量最低的构象，有没有便利一些的方法
构象搜索好像需要结合高斯等计算软件，应该需要大量的计算进行比较。
网上看到一些文献采用振动分析（The optimized structures were confirmed as true minima by vibrational analysis performed at the same level of theory）进行找寻，不知道如何实现。

麻烦各位了！

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-10-24 21:55
计算结果和文献不一致的因素有很多，例如理论级别设错了，电荷、自旋多重度设错了，溶剂加错了，等等。当然，你选的构象和文献不一样也是可能的原因之一。
稍早几年的文献确实不太提及构象搜索的细节，一般要么是没做构象搜索，要么是做得比较随意（比如随便画一个初始构象，拿PM3跑个几ps的动力学，随便抽几帧优化一下结构，取能量最低的。我很久以前也这么干过），写到文章里去反倒被人质疑，干脆不写。但是近年来这么干大家越来越不认可了。
构象搜索就是最便利的方法了，但是未必要用DFT搜索，大部分的搜索任务可以用xtb等半经验程序做，计算量其实不大。
振动分析的目的是验证当前结构附近无限小的邻域里面有没有更稳定的结构，不能验证跟它差别比较大的结构里有没有比它稳定的。以正丁烷中间C-C键旋转为例，众所周知C-C-C-C二面角180度的构象最稳定，但是还有0度、120度两个过渡态以及60度的亚稳构象。振动分析只能证明其中的0度、120度的构象是不稳定的，不能证明60度的构象不是最稳定的，后者只能用构象搜索来证明。

作者
Author: GHL 时间: 2022-10-24 22:04

wzkchem5 发表于 2022-10-24 21:55
计算结果和文献不一致的因素有很多，例如理论级别设错了，电荷、自旋多重度设错了，溶剂加错了，等等。当然 ...

感谢大佬的关怀！谢谢！
理论级别设置错误是指基组方法的选择不当吗？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-10-24 22:33

GHL 发表于 2022-10-24 15:04
感谢大佬的关怀！谢谢！
理论级别设置错误是指基组方法的选择不当吗？

泛函、基组、色散校正等等，都要和文献严格统一。有的时候可能因为疏忽，自己计算的时候设的理论级别和文献不一致，导致和文献结果对不上

作者
Author: sobereva 时间: 2022-10-25 01:42
建议认真看这些文章，了解构象搜索的知识和流程
构型和构象搜索程序Molclus主页：http://www.keinsci.com/research/molclus.html
使用molclus程序做团簇构型搜索和分子构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-577-1-1.html
gentor：扫描方式做分子构象搜索的便捷工具
http://bbs.keinsci.com/thread-2388-1-1.html
将Confab或Frog2与Molclus联用对有机体系做构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-20063-1-1.html
使用Molclus结合xtb做的动力学模拟对瑞德西韦(Remdesivir)做构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-16255-1-1.html

发帖时不要用那么大字号，看着费劲

作者
Author: GHL 时间: 2022-10-25 12:04

wzkchem5 发表于 2022-10-24 22:33
泛函、基组、色散校正等等，都要和文献严格统一。有的时候可能因为疏忽，自己计算的时候设的理论级别和文 ...

谢谢大佬，网上一些很少谈及构象搜索，直接画出结构进行计算，我最初也是这样。
我现在有些明白，即使是同一结构，分子也拥有不同的构象，那在进行高斯优化的时候是首
先对分子进行构象搜素，找到最小能量的结构候选，再进行结构优化，根据排序进行，最终的选择，这样理解对吗？

作者
Author: GHL 时间: 2022-10-25 12:05

sobereva 发表于 2022-10-25 01:42
建议认真看这些文章，了解构象搜索的知识和流程
构型和构象搜索程序Molclus主页：http://www.keinsci.com/ ...

谢谢大佬，谢谢。
我这边屏幕小，以为看着费劲，下次注意！

作者
Author: GHL 时间: 2022-10-25 12:14

wzkchem5 发表于 2022-10-24 22:33
泛函、基组、色散校正等等，都要和文献严格统一。有的时候可能因为疏忽，自己计算的时候设的理论级别和文 ...

我刚开始采用的是chemdraw3D进行能量对最小化，得出的构象进行高斯的计算的，这样是不是也不太准确？
如果chemdraw3D 可以的话，那对于去掉一个电荷的结构的构象优化是不是也可以？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-10-25 15:25

GHL 发表于 2022-10-25 05:14
我刚开始采用的是chemdraw3D进行能量对最小化，得出的构象进行高斯的计算的，这样是不是也不太准确？
如 ...

最小化是远远不够的，要做构象搜索必须得用分子动力学、Monte Carlo、dihedral driving等能让分子越过势垒的方法。只用Chem3D（注意不叫chemdraw3D）做能量最小化，只能叫预优化，不叫构象搜索

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-10-25 15:26

GHL 发表于 2022-10-25 05:04
谢谢大佬，网上一些很少谈及构象搜索，直接画出结构进行计算，我最初也是这样。
我现在有些明白，即使是 ...

对。这几年不做构象搜索的文章还能发，过几年可能就会被审稿人喷没有计算常识，发不出去了

作者
Author: GHL 时间: 2022-10-26 12:01
谢谢大佬的回复，谢谢
我正学习molclus进行构象搜索
我想问一下，如果算IP,那么最初的电荷和自选多重度是不是需要提前设定好，
一步步构象优化后，进行筛选？还是后期等到候选分子较少的时候执行？还是在原有的母体分子上，更改电荷和自选多重度，进行直接计算
如果是BDE的话，仅仅需要减掉一个羟基氢原子，本身对构象影响不大，就可以在原有基础上进行直接计算，对吗？

作者
Author: sobereva 时间: 2022-10-26 14:15

GHL 发表于 2022-10-25 12:05
谢谢大佬，谢谢。
我这边屏幕小，以为看着费劲，下次注意！

屏幕小可以让浏览器显示页面的时候放大，而不是发帖时用大字号

作者
Author: sobereva 时间: 2022-10-26 14:17

GHL 发表于 2022-10-26 12:01
谢谢大佬的回复，谢谢
我正学习molclus进行构象搜索
我想问一下，如果算IP,那么最初的电荷和自选多重度是 ...

看不懂你的问题
显然是先做构象搜索，找出能量最低的构象，然后再对它算IP、BDE之类性质。基于量子化学计算做构象搜索的过程中就必须指定电荷和自旋多重度。

作者
Author: GHL 时间: 2022-10-26 15:01

sobereva 发表于 2022-10-26 14:15
屏幕小可以让浏览器显示页面的时候放大，而不是发帖时用大字号

好的，大佬

作者
Author: GHL 时间: 2022-10-26 15:11

sobereva 发表于 2022-10-26 14:17
看不懂你的问题
显然是先做构象搜索，找出能量最低的构象，然后再对它算IP、BDE之类性质。基于量子化学 ...

大佬，因为在计算BDE和IP时，要去除一个氢原子或失去一个电子（电荷和自旋多重度会变）
1 从头开始设定不同的电荷和多重度进行构象搜索，分子优化还是
2 在已构象搜索的优化后的母体分子基础上，改变电荷和多重度后仅作分子优化处理

作者
Author: sobereva 时间: 2022-10-27 04:46

GHL 发表于 2022-10-26 15:11
大佬，因为在计算BDE和IP时，要去除一个氢原子或失去一个电子（电荷和自旋多重度会变）
1 从头开始设定 ...

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