求助：如何为大量过渡金属配合物产生电荷以及拓扑文件

Peng14

各位老师好，我现在的工作涉及到大量（几百个）的三价铁有机配合物与蛋白质的Docking以及使用MD对Docking结果进行优化，由于计算量太大，在使用Sobtop为GROMACS产生拓扑文件时遇到了下面两个问题：

1. 由于这些配合物都是刚性与柔性混合体系，参考Sobtop主页中的提示，应当为铁离子与配位原子之间的参数基于Hessian计算得到，但由于我涉及到的分子数量多，并且分子也不算小（平均100个原子），每个都通过量化计算产生Hessian文件不太现实，想请教各位老师有没有什么比较好的处理方式？

我目前的想法是参考Sobtop主页中关于缺参数处理的提示，仅挑选具有代表性的配合物通过量化计算产生Hessian文件，通过Sobtop读取并产生配位键的参数，补充到Sobtop目录的`bonded_param.dat`文件中。在为其他配合物产生拓扑文件时，是否就可以实现不需要Hessian文件了？

2. 在学习了卢老师关于REST2原子电荷的博文后，了解到REST2电荷是最适合当前体系进行Docking以及MD的电荷，但同样由于涉及到的分子数量多、分子量大，即便是在优化步骤使用xTB-gfn2进行结构优化，在B3LYP/(6-311G**, SDD)下计算单点能都需要大量的计算时间，因此想请教各位老师有没有什么差强人意的代替方案？

在拜读了卢老师《原子电荷计算方法的对比》一文后，我在openbabel中测试了MMFF94方法，但发现MMFF94对于形成配位键的铁离子分配了负电荷（可能由于与铁配位连接的多个氧原子导致）；对于AM1-BCC方法，首先尝试在Antechamber中计算，但是Antechamber不能够处理特殊成键（铁离子与六个氧形成配位键），但考虑到AM1-BCC方法基于AM1-Mulliken电荷进行校正后得到，理论上可以通过MOPAC+Multiwfn计算得到AM1-Mulliken，再根据原文提供的校正参数进行校正得到AM1-BCC电荷，于是我又去学习了一下AM1-BCC方法发表的文章，发现原文中描述只对C、N、O、F、S、P、Cl、Br、I、Si和H这几种元素进行了参数化，虽然文章也提供了一个关于"Dative bond"键的参数，但不清楚该键是否能够用来描述三价铁配位键，以及本身拟合数据中不包括三价铁有机配合物的情况下，使用AM1-BCC是否还合理？


提前感谢各位老师！

sobereva

1 没有绝对必要非得让sobtop通过Hessian计算力场参数。只要你优化完的结构合理，且目的是维持配位区域的刚性，直接让sobtop猜力场数、用当前几何结构确定平衡的几何参数就完了。并且记得，如果配合物有柔性有机部分，柔性部分应当用GAFF。

2 那叫RESP不叫REST
那叫GFN2-xTB不叫xTB-gfn2

AM1-BCC、MMFF94都只适用于纯有机体系，对于过渡金属配合物根本都没有考虑和测试的意义

100个原子DFT算个单点根本没什么难的，除非遇到SCF不收敛，否则像样的机子上也就几分钟算完一个，几百个一两天就算完了。若试图在最关键的原子电荷部分偷工减料，最后只会得不偿失。

Peng14

sobereva 发表于 2025-3-30 13:53
1 没有绝对必要非得让sobtop通过Hessian计算力场参数。只要你优化完的结构合理，且目的是维持配位区域的刚 ...

谢谢卢老师的回答！我按照老师说的试一试。不好意思RESP2以及GFN2-xTB书写有问题，感谢老师提醒和指出！