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标题: 求助：THF/H2O混合溶剂的模拟 [打印本页]

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Author: lr8616 时间: 2026-1-9 00:21
标题: 求助：THF/H2O混合溶剂的模拟
本帖最后由 lr8616 于 2026-1-9 00:32 编辑

刚开始学习GROMACS，今天试着模拟THF/H2O的混合溶剂，平衡相之后发现分子在盒子中的分布不均匀了，还想请高手指点一下。

1. 利用packmol生成 10 10 10的盒子，add_box_sides 1.5，填充650个THF和3000个H2O。
2. 利用Sobtop生成THF的itp文件，原子类型用GAFF2，根据老师的帖子将其中电荷替换为RESP2(0.5)。H2O用的是opc3.itp。
3. 能量最小化：
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4. 平衡相：
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然后不知道为啥溶剂分子的分布就变奇怪了呢？
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作者
Author: student0618 时间: 2026-1-9 00:23
NPT跑长些。

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Author: lr8616 时间: 2026-1-9 00:39

student0618 发表于 2026-1-9 00:23
NPT跑长些。

谢谢回复，我刚才延长平衡相时间到1ns试了，最后得到的溶剂分子不知道为啥分层了呢？
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Author: sobereva 时间: 2026-1-9 01:20

lr8616 发表于 2026-1-9 00:39
谢谢回复，我刚才延长平衡相时间到1ns试了，最后得到的溶剂分子不知道为啥分层了呢？

如果两种分子互溶性较差，必然分层
如果已知可以充分互溶，要么模拟条件设定不当（如温度），要么力场/原子电荷不够理想，需要进一步调节，或者看文献里是否有对当前分子优化的专一性的参数并尝试使用

作者
Author: Dreamer1 时间: 2026-1-9 01:22
试一试OPLS-AA力场，中性溶剂分子用1.2*CM5电荷，离子采用RESP电荷。

作者
Author: lr8616 时间: 2026-1-9 01:29

sobereva 发表于 2026-1-9 01:20
如果两种分子互溶性较差，必然分层
如果已知可以充分互溶，要么模拟条件设定不当（如温度），要么力场/ ...

四氢呋喃和水是可以互溶的，我再查查文献，谢谢卢老师

作者
Author: lr8616 时间: 2026-1-9 01:30

Dreamer1 发表于 2026-1-9 01:22
试一试OPLS-AA力场，中性溶剂分子用1.2*CM5电荷，离子采用RESP电荷。

我来试试看，感谢！

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Author: SharkYYX2025 时间: 2026-1-10 00:34
我查了，THF 和水是部分互溶。从结构看，环烷烃部分就是疏水，虽然有氧原子亲水。如果你想模拟出互溶，可以考虑溶剂分子个数是不是需要调整，参考此贴3楼。有文献的话可以参考文献的数目。我个人感觉，多放水，少点THF，可以弄成互溶效果
如何实现两相分离的模拟结果？ - 分子模拟 (Molecular Modeling) - 计算化学公社 http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=57520

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Author: lr8616 时间: 2026-1-10 09:05

SharkYYX2025 发表于 2026-1-10 00:34
我查了，THF 和水是部分互溶。从结构看，环烷烃部分就是疏水，虽然有氧原子亲水。如果你想模拟出互溶，可以 ...

谢谢你的回复！四氢呋喃和水是完全互溶的体系，可以任意比例混溶，主要原因是可以与水形成较强的氢键。因为我想模拟THF和水不同体积比混合的情况，所以先试了1：1。

作者
Author: lr8616 时间: 2026-1-10 13:22

sobereva 发表于 2026-1-9 01:20
如果两种分子互溶性较差，必然分层
如果已知可以充分互溶，要么模拟条件设定不当（如温度），要么力场/ ...

卢老师好！有两个问题还想跟您请教一下。

1. 我的初衷是模拟合成的有机分子在四氢呋喃/水 THF/H2O混合溶剂中的动力学行为，有机分子的结构很类似您674博文中的OPP分子结构（环状，有少部分刚性连接和大部分柔性结构，原子数110个），所以本来想根据您的帖子用GAFF力场来模拟，但是失败在了第一步，混合溶剂相平衡时发生了分层（图见1楼和3楼），我猜想是不是THF的电荷小了，不能很好的描述和水之间的氢键作用？如果想用GAFF力场的话不知道还有没有什么尝试的办法？

2. 我后来查了类似方向的文献，发现文献中THF分子用CGenFF力场，水分子用TIP3P模型来模拟两者不同比例混溶。想尝试用这个方法，但是我合成的有机分子在CGenFF网上生成的拓扑文件中芳环连接处的二面角罚分很高，在文献中没搜到报道的参数，这个二面角的位置类似OPP分子标红的部分（很抱歉合成的结构不方便放出来，所以用您的图来类比） (, 下载次数 Times of downloads: 1) 。想请教一下柔性扫描拟合二面角参数的话左边的碳纳米环部分该怎么简化呢？课题组太穷计算资源很有限，不知道这种大分子柔性扫描能算的动吗？

作者
Author: sobereva 时间: 2026-1-10 22:37

lr8616 发表于 2026-1-10 13:22
卢老师好！有两个问题还想跟您请教一下。

1. 我的初衷是模拟合成的有机分子在四氢呋喃/水 THF/H2O混合 ...

1 你之前只说了用RESP2(0.5)，但没说在计算时隐式溶剂模型描述的什么溶剂，因此当前电荷是否合理没法判断。最好用THF和水按体积比自定义eps的溶剂环境计算RESP2(0.5)中涉及的溶剂下的RESP电荷。从对范德华相互作用描述来说，我不认为有比GAFF或GAFF2能更好的选择。

2 根本没必要尝试CGenFF。GAFF/GAFF2描述不了的用这个也白搭，这个能描述的用GAFF/GAFF2一样能描述

作者
Author: lr8616 时间: 2026-1-11 19:31

sobereva 发表于 2026-1-10 22:37
1 你之前只说了用RESP2(0.5)，但没说在计算时隐式溶剂模型描述的什么溶剂，因此当前电荷是否合理没法判断 ...

卢老师，最开始计算THF的RESP2(0.5)是用水溶剂，现在按照您的建议把介电常数改成了混合溶剂的再次计算、替换电荷，用GAFF2力场能量最小化、平衡2ns后还是分层了…

我又试了用CGenFF力场，同样平衡后THF和水1:1的体系就混溶了( •̥́ ˍ •̀ू )

根据您的教程判断我要模拟的分子GAFF力场最合适最方便，就是不知道混合溶剂模拟为啥总是不对…

作者
Author: sobereva 时间: 2026-1-12 04:23

lr8616 发表于 2026-1-11 19:31
卢老师，最开始计算THF的RESP2(0.5)是用水溶剂，现在按照您的建议把介电常数改成了混合溶剂的再次计算、 ...

你对CGenFF用的什么原子电荷？

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Author: lr8616 时间: 2026-1-12 08:10

sobereva 发表于 2026-1-12 04:23
你对CGenFF用的什么原子电荷？

用的是上传到CGenFF官网上生成top文件里自带的电荷，我上传到附件里了。同时还上传了用Sobtop生成的THF拓扑文件，里边的电荷用自定义eps计算的RESP2(0.5)替换了。

作者
Author: sobereva 时间: 2026-1-13 01:11

lr8616 发表于 2026-1-12 08:10
用的是上传到CGenFF官网上生成top文件里自带的电荷，我上传到附件里了。同时还上传了用Sobtop生成的THF拓 ...

可以尝试用结合混合溶剂算的ADCH电荷，对静电势有较好重现能力，原理也理想。
也可以尝试MK电荷（拟合静电势电荷之一）。THF是比较小的刚性体系，RESP比MK没有额外好处，而由于加了额外限制，可能反倒恶化结果。
ADCH和MK在Multiwfn里都有。

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