计算吉布斯自由能需要考虑隐式溶剂模式吗

jianwei115

各位大神好，我最近做的是考察分子间的弱相互作用，打算用吉布斯自由能来描述不同种类分子(A)与某一分子(B)的相互作用能，以越负的吉布斯自由能来描述它们的相互作用越好，或者说热力学自发越好，越容易相互结合。基于此，打算用Gaussian做opt+freq，关键词为b3lyp 6-311G** em=gd3bj，然后用M06-2X 6-311G**算单点能。疑问的是：

1.打算用shermo程序来输出热力学参数，shermo给出的吉布斯自由能是否可以直接代入计算ΔG=G(A,B)-G(A)-G(B)，得到的ΔG越负就是可以描述相互作用越好了吗？

2.溶剂模型对于算吉布斯自由能影响大不大？之前本人在对单个结构（32个原子）opt+freq的时候加上了scrf（solvent=Methanol）的关键词，后面单点能计算的时候再用scrf（SMD，solvent=Methanol）的关键词，可是却卡在了opt+freq不收敛，opt四个yes了但freq前两个yes但后两个no，参照sob老师的解决收敛方法用上了opt=calcall，算了三天没算完，感觉时间太长就杀掉了。所以可不可以在opt+freq的时候不用溶剂模型，而在算单点能的时候再用溶剂模型？或者如果对吉布斯自由能影响不大的话就干脆都不用溶剂模型？

3.对于复合物AB算吉布斯自由能的做法，打算先用molclus对复合物进行构型搜索，得到的三个能量较低的构型，然后对这三个构型进行单点能计算，考虑Boltzmann分布，然后以构型平均的吉布斯自由能作为G(A,B)，这样做是合理的吗，如果不合理的话该怎么做..？

sobereva

1 可以

2 优化过程用隐式溶剂模型的必要性在下文明确说了
谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算
http://sobereva.com/327（http://bbs.keinsci.com/thread-3345-1-1.html）

3 只取“三个”没有确切依据

jianwei115

sobereva 发表于 2024-5-24 16:38
1 可以

2 优化过程用隐式溶剂模型的必要性在下文明确说了

感谢sob老师。
2.我重新看了下这篇文章，确实是都加上比较好。但您提到的“对于绝大多数中性分子，而且局部也不显离子性的情况，是否考虑隐式溶剂模型对几何结构以及振动频率的影响很小”，我做的是中性分子，所以就想着问能不能在做opt+freq的阶段时不考虑，而做单点能阶段的时候再加上。
当然我也想两个阶段都加上，可是之前加上之后不收敛，用calcall解决收敛也很花时间，所以就想着能不能省掉... 如果确实不可以省，那我还是老老实实等待计算过程好了..

3.这个..是因为在看《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》文中的“在前述的《使用Molclus结合xtb做的动力学模拟对瑞德西韦(Remdesivir)做构象搜索》一文中得到了好多能量较低的瑞德西韦的构象，下面我们就取其中最低的三个构象，通过Shermo来计算它们的构象分布比例和构象权重的热力学数据。自由能更高的构象由于贡献很小，所以这里就不纳入考虑了” 的这段话，看到了选三个构象，所以就模仿着取三个。

wzkchem5

jianwei115 发表于 2024-5-24 10:24
感谢sob老师。
2.我重新看了下这篇文章，确实是都加上比较好。但您提到的“对于绝大多数中性分子，而且 ...

博文取3个只是作为示例，因为即使客观上有必要取10个乃至100个，限于篇幅也只能讨论两三个。
但是实际发文章，很有可能需要取得更多。一般是取自由能比最低的构象高比如说3kcal/mol以内的所有构象，而不管构象的数目。因此实际需要取几十个乃至几百个构象都是极其常见的。
参见DOI: 10.1039/d3sc03769j、https://dx.doi.org/10.1021/jacs.9b13725?ref=pdf

jianwei115

wzkchem5 发表于 2024-5-24 18:01
博文取3个只是作为示例，因为即使客观上有必要取10个乃至100个，限于篇幅也只能讨论两三个。
但是实际发 ...

好的好的，感谢感谢。