计算108个原子的柔性分子时ECD光谱和实验光谱对不上该如何调整计算方法

谢却人间事

我在计算一个108分子的柔性结构时，学习模仿了使用Molclus结合xtb做的动力学模拟对瑞德西韦(Remdesivir)做构象搜索此文中的方法。

先用用xtb在GFN0-xTB下作动力学模拟得到了大批构象，通过VMD可视化软件观察到各个化学键应该都是成功旋转了的。再用Molclus调用xtb在gfn0和gfn2（水溶剂条件，和实验条件一致）下进行了初步的筛选。选择了小于等于7.00 kcal/mol的90个结构进行下一步计算，用gaussian在 B3LYP/6-31G* em=GD3BJ条件下做优化和振动分析，用orca在! wB97M-V def2-TZVP def2/J RIJCOSX条件下计算单点能，将优化完的构象去重并计算常温下的玻尔兹曼分布后，得到了三个大于百分之一的构象，用PBE1PBE/TZVP TD(nstates=60)计算它们激发态得到ECD光谱。（输入文件如附件所示）

但是我的理论计算光谱和我实验测得的光谱差别很大，基本上拟合不上，我想请教大家问题可能出现在哪里呀，我该首先优化什么条件啊？是否应该首先更换计算激发态的泛函基组，比如说wB97XD或者其他的？麻烦大家给我提一些建议。

此外，我在计算过程中发现我这个结构在我的优化条件下经常优化七八十步，还有不少都用到了我准备的template2 opt(tight,gdiis,recalc=5,maxcyc=100)，也就是每一个的步数都很长，这是因为我的初始结构不够合理吗？

我还发现最终得到的玻尔兹曼占比比较大的两个结构一个是第13个，一个是第16个，DE值都在3kcal/mol以内，我是否不用把选择范围放到7那么大呢？谢谢大家啦。

yuchuanxu

第一，ECD是差分光谱，本身要对上就非常困难，先看一下吸收光谱是否可以对上，吸收光谱基本上可以对上之后再看一下ECD谱能否对上，可以更换泛函看一下；第二， 看一下你关心的CD信号主要出现在多少能量范围，因为你这含有显著肽键的结构，类似与多肽，可能存在激子激子导致的ECD信号，这个范围180-220nm, 两个苯基之间也可能导致激子激子之间相互作用，进而产生ECD信号。

sobereva

你用tight收敛限，又是柔性体系，优化达到收敛所需的步数自然很多。甭带着int=fine。本来tight和int=fine就是极为冲突的
写scale=0.9829完全多余。当前这种含低频的高度柔性体系一定要让molclus调用Shermo用准RRHO模型算自由能，看下文了解相关知识
使用Shermo结合量子化学程序方便地计算分子的各种热力学数据
http://sobereva.com/552（http://bbs.keinsci.com/thread-17494-1-1.html）

描述问题要准确，当前明明带了em=GD3BJ关键词，不能说成B3LYP/6-31G*

谢却人间事

yuchuanxu 发表于 2026-1-5 22:40
第一，ECD是差分光谱，本身要对上就非常困难，先看一下吸收光谱是否可以对上，吸收光谱基本上可以对上之后 ...

好的好的，谢谢你提供的思路，我会尝试一下的！

谢却人间事

sobereva 发表于 2026-1-6 01:51
你用tight收敛限，又是柔性体系，优化达到收敛所需的步数自然很多。甭带着int=fine。本来tight和int=fine就 ...

谢谢老师的建议！我会学习后再尝试一下，原文也已经编辑加上了em=GD3BJ的描述，我之后会注意这个问题的。