机械力化学中的 CoGEF方法如何实现

chuan437

现在研究聚合物机械力化学化学有一种方法叫做CoGEF方法。如下图所示，固定这个大分子两端的碳原子。然后不断增加这两个碳原子之间的距离，直到把这个分子最中间的碳碳键拉断。
请问如何用高斯程序实现这样的CoGEF方法。我现在知道势能面扫描只是改变两个成键原子之间的键长距离，对于这种方法是不是需要先把这个大分子分成两个结构固定的基团（以被拉断的键为界限）？
请教各位朋友，谢谢。

Kalinite

大多数文献里CoGEF一般是用spartan，可以在分子力学层面做。
要用Gaussian做的话，可以做柔性扫描，把锚定的两个原子（而不是基团）距离作为扫描变量，步长设置的小一些，计算量应该是比较大的。另外就是Gaussian只能固定步长做。
严格考察施加外力的情况，还得是ORCA。

不过我没具体用过spartan，最近合作者问了我这方面的东西，我个人以为分子力学做是不太合适的，毕竟参数都是针对比较靠近平衡位置进行拟合，对于拉开一定距离，偏离平衡位置的势能面描述的会有问题，对于可能涉及交叉的问题就更大了。

sobereva

“能面扫描只是改变两个成键原子之间的键长距离”完全没这回事。明明任意两个原子间的距离都可以扫描，比如北京科音初级量子化学培训班（http://www.keinsci.com/workshop/KEQC_content.html）里的例子



Spartan在这方面没有任何优势，而且又收费又冷门
这种问题不适合分子力场。本来精度就远不如常用的DFT，而且大部分常见力场对化学键都没有正确的解离行为。

ClaudiaZ

同问，如何在高斯中实现用CoGEF，在原有基础上对两个原子额外施加1.2埃伸长长度的机械力

chuan437

ClaudiaZ 发表于 2024-11-20 22:27
同问，如何在高斯中实现用CoGEF，在原有基础上对两个原子额外施加1.2埃伸长长度的机械力

分子被拉长就已经有力的作用了，不用额外去加

liuxdhs

chuan437 发表于 2024-11-25 13:45
分子被拉长就已经有力的作用了，不用额外去加

想跟版主讨论一下。
用高斯做CoGEF可能会出现以下问题，如果分子稍微大一些，可能会一直出现l103的报错。同时，直接用高斯做关于断键的描述，需要用到uB3LYP才可以吧？并且断键并无选择性，所以用CoGEF做力敏基团的时候，有时候未必能够筛选出断键的地方。
看很多文章都是用Spartan来做的，那个软件在非限制性开壳层计算（U）好像不太好设置。

hangmint

这个工具貌似可以做，不过我试了一下，没太搞明白, https://cogef.gitlab.io/cogef/

chuan437

liuxdhs 发表于 2024-11-25 20:59
想跟版主讨论一下。
用高斯做CoGEF可能会出现以下问题，如果分子稍微大一些，可能会一直出现l103的报错 ...

1 是的，我觉得应该用uB3LYP，
2 如何计算设置的合理，应该能筛选出应该断键的地方

liuxdhs

chuan437 发表于 2024-12-10 23:54
1 是的，我觉得应该用uB3LYP，
2 如何计算设置的合理，应该能筛选出应该断键的地方

这篇文章中Figure S6 S7中说了一点，使用uB3LYP还有D3色散校正对CoGEF的结果影响不大。
我觉得这篇文章不用uB3LYP，可能是断键后，软件根据原子的位置判断形成两个新的分子进行计算，所以总体结构还是闭壳层。

同时，文章也说到，初始构象的不同对于曲线结果的影响也非常大，但总体断键都是一致的。

CoGEF计算，一个是JFMoose，一个是De Bo的。前者计算的力敏基团都是比较小，可以直接使用柔性扫描来做。后者计算的体系太大了，所以他们先用MMFF来拉，得出构象后，再用B3LYP算能量。

liuxdhs

hangmint 发表于 2024-12-7 00:20
这个工具貌似可以做，不过我试了一下，没太搞明白, https://cogef.gitlab.io/cogef/

我之前也看过这个，也没太搞明白，做CoGEF基本就是力敏基团了，这里面的例子反而不是。

hangmint

liuxdhs 发表于 2024-12-11 17:04
我之前也看过这个，也没太搞明白，做CoGEF基本就是力敏基团了，这里面的例子反而不是。

又找到一个工具，https://github.com/christianwick/cogef.py/tree/release/v1.8，这个是用Gaussian计算的。