分子力场二面角拟合求助

wuyeyangguang

首先，感谢论坛上关于分子力场参数拟合的各种帖子，自己求助的贴子以及Sob老师早年的博文1-4非键作用对拟合二面角势能项的重要影响 - 思想家公社的门口：量子化学·分子模拟·二次元 (sobereva.com)，使得自己从小白起步开始学习如何拟合力场参数。
其中，二面角参数拟合上遇到几个不太明白的的问题请教一下：
1. 左图是QM柔性扫面曲线，右图是QM减去MM能量后的数据点及拟合曲线。可以看出QM-MM后的数据点变化是比较平滑的，但若选用常规的k[1+cos(phi-delt)]+k[1+cos(2phi-delt)]公式，在phase固定，n取不同值k也相同情况下拟合效果相当差。若k值不唯一，phase也不固定情况下则拟合较好（如右图），但这种情况获得的参数又不符合一般力场中二面角公式。换用其他如opls力场二面角参数拟合效果也不好。这种情况下该选择什么样的拟合方式较好呢？
2. 由问题1中牵引出问题2：在力场参数设置中，二面角参数中相位角为什么要固定在0°或180°呢？还有k值在n取1，2时为什么要是同一个值？可能是考虑线性拟合参数，但在n确定情况下，只有一个k值在变化，对很多情况来说是注定很难拟合好的吧。
3. 即使在相位固定，k值唯一条件下，在很多资料中都把n是低阶情况给忽略了，只考虑高阶n情况。力场形式是简单了，但这样真的能拟合好吗，符合实际情况吗？

4.额外还有一个疑惑请教：QM柔性扫描某个二面角后的能量减去MM能量，获得的值准确讲应当是该分子中所有二面角变化的能量吧？因为柔性扫描某个二面角，其他二面角也可能在动，那部分能量也耦合进去了。若其他二面角参数都未知，怎么考虑拟合该二面角参数？（我现在做力场拟合的分子比较简单，耦合弱一些，只是好奇理论上这种东西怎么考虑）

sobereva

“相位角为什么要固定在0°或180°”、“只考虑高阶n情况”本来就没有这些要求。只不过现成的许多主流力场里所描述的那些二面角扭转势恰好符合这些特征而已。不要把某些力场某些力场参数的特征误认为是普遍的、必须满足的特征。对于实际扭转势，什么函数形式合适、怎么拟合质量高就怎么拟合，顶多是在拟合质量不会显著劣化的前提下可以不考虑一些不太重要的项以让函数形式简单一些，或者让拟合过程简单一些（减少考虑的参数项，或避免成为非线性优化问题，或避免参数空间存在多极小点问题，等等）。

4 不要用复杂、不同二面角之间耦合太厉害的体系。这种情况柔性扫描得到的曲线也往往不平滑，而存在一些突越。而且存在严重耦合问题还会导致你搞出来的参数缺乏可移植性，或者有显著的构象依赖性。为避免这种问题，需要恰当设计模型体系。用简化的体系去做QM柔性扫描本身耗时也低得多。

具体来说，QM柔性扫描后的能量要减去的是各个结构的不考虑此二面角项贡献的MM能量。