计算化学公社

标题: 用Sobtop产生二面角参数的细节问题 [打印本页]

作者
Author: Wenchuan 时间: 2023-9-21 23:37
标题: 用Sobtop产生二面角参数的细节问题
本帖最后由 Wenchuan 于 2025-1-14 14:34 编辑

我在用SobtopSobtop (sobereva.com)产生金属有机框架化合物MOF-5的拓扑文件时，基于簇模型和Hessian矩阵获得缺失的和Zn有关的参数，对于二面角如UF_Zn-os-UF_Zn-os不太好弄成谐振势形式加入$HARM_DIH，因为此体系里这种二面角有0、120、-120度三种情况，因此比较适合弄成有三个极小点的周期势函数，但对这个体系不太好做旋转扫描。根据Sobtop的建议可以用当前功能得到其谐振力常数，然后自己设计一个周期势函数，使其在0、120、-120度极小点处的力常数与m2Seminario得到的大致吻合。我自己根据0、120、-120三种情况的谐振力常数拟合了一个周期势函数，y=12846*(1+cos(3x-180))，但是用它得到的拓扑文件运行模拟时，步长最大只能0.0001ps，增大步长就会出错，可能是因为拟合得到的周期势函数的势垒太高了。请问想要增加步长到0.001ps左右，有好的解决方法吗？如果没法解决，不加UF_Zn-os-UF_Zn-os这种二面角更合理，还是选择加入y=12846*(1+cos(3x-180))这种特别大的势函数，然后用0.0001ps步长模拟更合理呢？

作者
Author: sobereva 时间: 2023-9-22 03:57
找一下旋转的过渡态不至于太费劲，由此得到势垒，然后把极小点、过渡态的位置以及它们的能量去拟合周期扭转势就可以，这些信息足够构造出一个基本能用的扭转势。不必非要追求力常数和基于Hessian算的一致

作者
Author: Wenchuan 时间: 2023-9-22 19:01

sobereva 发表于 2023-9-22 03:57
找一下旋转的过渡态不至于太费劲，由此得到势垒，然后把极小点、过渡态的位置以及它们的能量去拟合周期扭转 ...

谢谢解答

作者
Author: Wenchuan 时间: 2023-9-28 10:21
本帖最后由 Wenchuan 于 2023-9-28 10:26 编辑

sobereva 发表于 2023-9-22 03:57
找一下旋转的过渡态不至于太费劲，由此得到势垒，然后把极小点、过渡态的位置以及它们的能量去拟合周期扭转 ...

我先用二面角柔性扫描UF_Zn-os-UF_Zn-os看看是否有过渡态 (, 下载次数 Times of downloads: 1) ，结果发现在60°附近并没有过渡态，即使有过渡态也在120°左右 (, 下载次数 Times of downloads: 2) 。因为这个二面角比较特殊，-120°、0°和120°都应该是极小点，因为有三个UF_Zn-os-UF_Zn-os二面角分别位于-120°、0°和120°。所以120°附近的过渡态无法用于拟合二面角。请问能否对-120°、0°和120°的三个UF_Zn-os-UF_Zn-os二面角分别进行正负60°的柔性扫描 (, 下载次数 Times of downloads: 1) ，由于在正负60°范围内能量一直增大，所以取正负60°处的能量为势垒，这样势垒的能量不会特别高 (, 下载次数 Times of downloads: 1) 。将正负60°的柔性扫描得到的结果结合极小点和势垒进行周期势拟合，得到-120°、0°和120°为极小点，-180°、-60°、60°和180°为极大点的周期势函数，这样得到的势函数可以吗？

作者
Author: sobereva 时间: 2023-9-28 12:05

Wenchuan 发表于 2023-9-28 10:21
我先用二面角柔性扫描UF_Zn-os-UF_Zn-os看看是否有过渡态，结果发现在60°附近并没有过渡态 ...

我没时间细看，把拟合完的函数和原函数画在一起肉眼一看便知能不能用

作者
Author: Wenchuan 时间: 2023-9-29 11:38

sobereva 发表于 2023-9-28 12:05
我没时间细看，把拟合完的函数和原函数画在一起肉眼一看便知能不能用

对-120°、0°和120°的二面角UF_Zn-os-UF_Zn-os各进行正负60°柔性扫描后得到了图中黑点所示的结果 (, 下载次数 Times of downloads: 12) ，
如果只对-120°、0°和120°的极小值和-180°、-60°、60°和180°处的势垒拟合得到图中黑色曲线，如果对小于4kcal/mol的点进行拟合则得到红色曲线。红色曲线可以很好地符合能量极小点附近的柔性扫描结果，所以请问选用拟合的红色曲线作为二面角的周期势函数是否合适呢？

作者
Author: sobereva 时间: 2023-9-30 05:49

Wenchuan 发表于 2023-9-29 11:38
对-120°、0°和120°的二面角UF_Zn-os-UF_Zn-os各进行正负60°柔性扫描后得到了图中黑点所示的结果，
...

用黑色曲线

作者
Author: Wenchuan 时间: 2023-9-30 12:07
本帖最后由 Wenchuan 于 2023-9-30 12:15 编辑

sobereva 发表于 2023-9-30 05:49
用黑色曲线

感谢sob老师解答，我明白了，相比于红色曲线，用黑色曲线可以更好地符合-180°、-60°、60°和180°的极大点的能量，并且可以减小二面角的波动，更好地维持结构。

作者
Author: Wenchuan 时间: 2023-10-10 19:32
本帖最后由 Wenchuan 于 2023-10-10 19:42 编辑

sobereva 发表于 2023-9-30 05:49
用黑色曲线

在sobtop的$HARM_DIH势能函数E_dih = (1/2)*k*(d-d0)^2中，k的单位是kcal/mol/rad^2，d-d0的单位是deg，所以请问实际的势能计算是不是应该先统一单位，即E_dih = (1/2)*k*((d-d0)*π/180)^2？
如果这样的话，本帖的问题就不存在了，完全可以根据0、120、-120三种情况的谐振力常数拟合了一个可用的周期势函数，我用低于10kcal/mol的能量拟合得到如图所示的势函数：
(, 下载次数 Times of downloads: 12) ，
得到的这个势函数是否可用呢？
我之前拟合得到的势垒太大是因为考虑不仔细，直接按照deg的单位进行计算的。而且用柔性扫描方法得到的势函数由于势垒太低，加入电荷后不能维持框架结构。

作者
Author: sobereva 时间: 2023-10-10 21:46

Wenchuan 发表于 2023-10-10 19:32
在sobtop的$HARM_DIH势能函数E_dih = (1/2)*k*(d-d0)^2中，k的单位是kcal/mol/rad^2，d-d0的单位是deg， ...

单位显然得统一
如果不需要考虑二面角的可旋转，当前的势不错

作者
Author: Wenchuan 时间: 2023-10-10 21:51

sobereva 发表于 2023-10-10 21:46
单位显然得统一
如果不需要考虑二面角的可旋转，当前的势不错

明白，感谢解答。

作者
Author: zdworld 时间: 2023-10-11 00:35
扫描有很大的位阻一般怎么处理？

作者
Author: sobereva 时间: 2023-10-11 00:40

zdworld 发表于 2023-10-11 00:35
扫描有很大的位阻一般怎么处理？

柔性扫描过程自然而然会避免严重位阻
对于获得某个二面角的参数，想避免位阻效应等效掺进去的话，试图把体系简化来尽可能避免位阻

作者
Author: zdworld 时间: 2023-10-11 02:25

sobereva 发表于 2023-10-11 00:40
柔性扫描过程自然而然会避免严重位阻
对于获得某个二面角的参数，想避免位阻效应等效掺进去的话，试图把 ...

谢谢社长，明白了，我之前图便宜刚性扫描根本不能用，柔性体系有点大，能上半经验方法吗，只是拟合二面角参数够用吗？

作者
Author: 喵星大佬 时间: 2023-10-11 03:16

zdworld 发表于 2023-10-11 02:25
谢谢社长，明白了，我之前图便宜刚性扫描根本不能用，柔性体系有点大，能上半经验方法吗，只是拟合二面角 ...

二面角参数的主要目的是修正1-4非键描述准部分，大部分扭转位阻实际体现在1-4非键作用上。
你在拟合参数的时候务必保证1-4非键作用正确考虑并被扣除

作者
Author: sobereva 时间: 2023-10-11 11:00

zdworld 发表于 2023-10-11 02:25
谢谢社长，明白了，我之前图便宜刚性扫描根本不能用，柔性体系有点大，能上半经验方法吗，只是拟合二面角 ...

半经验太差了

作者
Author: zdworld 时间: 2023-10-11 11:09

sobereva 发表于 2023-10-11 11:00
半经验太差了

这种时候平衡速度和精度有什么办法吗

作者
Author: sobereva 时间: 2023-10-11 12:16

zdworld 发表于 2023-10-11 11:09
这种时候平衡速度和精度有什么办法吗

通过扫描方式产生二面角参数使用的普遍都是简化过的模型体系，比如下面的例子，用DFT做柔性扫描不会有多高的耗时

(, 下载次数 Times of downloads: 10)

作者
Author: zdworld 时间: 2023-10-11 13:18

sobereva 发表于 2023-10-11 12:16
通过扫描方式产生二面角参数使用的普遍都是简化过的模型体系，比如下面的例子，用DFT做柔性扫描不会有多 ...

咦？糖的话，环状体系也可以拆开简化的吗？

作者
Author: sobereva 时间: 2023-10-11 14:13

zdworld 发表于 2023-10-11 13:18
咦？糖的话，环状体系也可以拆开简化的吗？

是

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)