请问利用量化计算和分子动力学结合QSPR寻找合适物理化学性质的分子结构是否可行

li447fan · 发表于 Post on 2020-11-13 16:51:29

量化计算可以计算静电势、极化率、电子亲和能、电离势等电子结构性质，利用MD模拟预测各种分子结构的性质，例如黏度，然后根据QSPR设计出一种或一些满足黏度性质要求的分子结构，这种思路是否可行呢？

k64_cc · 发表于 Post on 2020-11-13 17:23:36

做糙点都不用上QM……但是做出来能干嘛呢

li447fan · 发表于 Post on 2020-11-13 17:25:59

k64_cc 发表于 2020-11-13 17:23
做糙点都不用上QM……但是做出来能干嘛呢

当然是想搞出来实物了。。

k64_cc · 发表于 Post on 2020-11-13 17:44:20

本帖最后由 k64_cc 于 2020-11-13 17:45 编辑

li447fan 发表于 2020-11-13 17:25
当然是想搞出来实物了。。

然后呢……你为啥要搞一个新物质来让它具有特定的宏观性质？

bobosiji · 发表于 Post on 2020-11-13 18:07:22

k64_cc 发表于 2020-11-13 17:44
然后呢……你为啥要搞一个新物质来让它具有特定的宏观性质？

这就是分子设计嘛。。。发表文章，或者实际生产上也是有这些需求的吧，比如药物设计？

wzkchem5 · 发表于 Post on 2020-11-13 18:32:23

估计困难，黏度是一种大尺度性质，与其做单分子QM计算，不如做coarse-grained MD。
举个极端的例子，假设要算的物质是一个纳米粒子连着3段DNA，可能DNA改变一个碱基就会导致纳米粒子通过分子间氢键聚合，黏度骤然升高。这种情况下显然QM完全无能为力，但是coarse-graining可以做，甚至一个碱基只用一个bead也有希望得到定性正确的结论。

k64_cc · 发表于 Post on 2020-11-13 19:29:48

本帖最后由 k64_cc 于 2020-11-13 19:32 编辑

bobosiji 发表于 2020-11-13 18:07
这就是分子设计嘛。。。发表文章，或者实际生产上也是有这些需求的吧，比如药物设计？

药物设计target也不搞粘度啊。生产上的需求应该可以靠更便宜的办法解决，而不是搜索出一个合成起来不见得经济的玩意（狗头
按现在的计算能力，这玩意做起来挺简单的，最大的障碍多半是设计出的分子经济性太差，和能解决的问题相比较会得不偿失。

li447fan · 发表于 Post on 2020-11-13 20:34:32

k64_cc 发表于 2020-11-13 19:29
药物设计target也不搞粘度啊。生产上的需求应该可以靠更便宜的办法解决，而不是搜索出一个合成起来不见得 ...

只能说，不是药物类的。。虽然精确量产很难，但寻找到一种比原来性能好些的、成本又加的不是很多的，感觉还是有实际意义的

sobereva · 发表于 Post on 2020-11-14 02:08:35

原理上是可以的，至少对类似物来说。弄出个QSPR关系，简单判断自己新设计的分子是否有希望，然后再做动力学模拟进一步验证一下粘度是否满足期望。
但是考虑极化率、电子亲和能、电离势这些和粘度在原理上关系很松散的描述符，我不觉得有多大意义。静电势的描述符是要考虑的，因为和分子间相互作用关系非常密切，也因而和凝聚相属性关系极大，正如下文很多例子体现的
使用Multiwfn预测晶体密度、蒸发焓、沸点、溶解自由能等性质
http://sobereva.com/337（http://bbs.keinsci.com/thread-3571-1-1.html）
也应当把诸如分子体积、质量等描述符考虑进去。

最近看到篇神经网络预测含氧染料粘度的文章你可以参考DOI: 10.1021/acsomega.9b02337，其中一些描述符也可以借鉴（PS：不过这篇文章是拿体系的很多其它实验属性当做描述符来预测粘度，这在实际意义上显得不大，毕竟若是体系都合成出来了，粘度也自然可以容易测到，没必要预测了）

li447fan · 发表于 Post on 2020-11-14 20:12:01

sobereva 发表于 2020-11-14 02:08
原理上是可以的，至少对类似物来说。弄出个QSPR关系，简单判断自己新设计的分子是否有希望，然后再做动力学 ...

十分感谢sob老师

li447fan · 发表于 Post on 2020-11-14 20:35:15

sobereva 发表于 2020-11-14 02:08
原理上是可以的，至少对类似物来说。弄出个QSPR关系，简单判断自己新设计的分子是否有希望，然后再做动力学 ...

还有一个问题想问您，不知道倾点的大小这种和结晶有关的性质，利用量化或者MD是否可以预测呢

sobereva · 发表于 Post on 2020-11-14 23:35:43

li447fan 发表于 2020-11-14 20:35
还有一个问题想问您，不知道倾点的大小这种和结晶有关的性质，利用量化或者MD是否可以预测呢

不清楚

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[综合交流] 请问利用量化计算和分子动力学结合QSPR寻找合适物理化学性质的分子结构是否可行

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