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[新手求助] 关于显式+隐式的溶剂化

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楼主
大家好,最近在摸索溶剂化的问题,以高斯09的PCM为基础,不知道如下处理是否合适:为了得到分子A和B在乙腈溶剂中的吉布斯结合能,我尝试在A和B周围摆了n个乙腈分子,根据A+B+nCH3CN ---> A*B*nCH3CN, 首先对气相下的反应物和产物进行优化和频率计算,获得气相下的dG(s)=G(s,A*B*nCH3CN)-G(s,A)-G(s,B)-n*G(s,CH3CN)(左边只优化单个CH3CN,然后吉布斯自由能乘以n),然后根据PCM计算计算反应物和产物各自的溶剂化能deltaG(对应高斯09输入卡 scrf=(PCM,solvent=Acetonitrile,DoVacuum,ExternalIteration,read) 以及最后的cav,dis,rep),最后乙腈溶剂中的吉布斯结合能:dG(l)=G(s,A*B*nCH3CN)-G(s,A)-G(s,B)-G(s,nCH3CN)+[deltaG(A*B*nCH3CN)-deltaG(A)-deltaG(B)-n*deltaG(CH3CN)]。
总觉得在处理显式溶剂分子时候有点问题,但不知道怎么合适,请大家帮忙,谢谢!



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发表于 Post on 2015-10-2 10:53:48 | 只看该作者 Only view this author
这么弄不对。-n*G(s,CH3CN)这一处,就等于已经把乙腈-乙腈分子之间的相互作用能给搅合进去了。

而且应该考虑一下是否真有必要考虑显式溶剂模型,弊端很多,得考虑乙腈溶剂化层的大量排布方式,这是很难考虑周全的。
隐式溶剂模型算溶解自由能不建议那么写关键词,对某个分子,就用scrf(SMD,solvent=Acetonitrile)的能量减去气相下能量就是溶剂自由能了,非极性作用已经考虑进去了,这样比你的写法肯定计算准确度要高,SMD是目前高斯支持的溶剂模型中溶解自由能计算精度最好的。(注:最适合用SMD计算溶解自由能的方法是M052X/6-31G*)。这样计算A、B、AB的溶解自由能,然后求差值纳入到气相的A+B->AB的吉布斯相互作用能里面,就得到了乙腈隐式溶剂下的吉布斯结合自由能。
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发表于 Post on 2015-10-2 22:38:30 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2015-10-2 10:53
这么弄不对。-n*G(s,CH3CN)这一处,就等于已经把乙腈-乙腈分子之间的相互作用能给搅合进去了。

而且应该 ...

如果想拟合溶液中的吸收和发射光谱,是否都要在使用溶剂化模型(如PCM)的前提下进行优化?

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发表于 Post on 2015-10-2 23:01:49 | 只看该作者 Only view this author
虎王 发表于 2015-10-2 22:38
如果想拟合溶液中的吸收和发射光谱,是否都要在使用溶剂化模型(如PCM)的前提下进行优化?

溶剂对结构的影响很小,是否在溶剂下优化都无所谓,但毕竟耗时增加很少,还是建议这么做。
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2015-10-8 14:41:23 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2015-10-2 23:01
溶剂对结构的影响很小,是否在溶剂下优化都无所谓,但毕竟耗时增加很少,还是建议这么做。

谢谢sobereva老师!另外我还有两个困惑的问题:1.气相下优化的构型分别用来计算溶剂下的能量和气相下的能量,然后做差获得溶剂化能,这里溶剂下的能量是不是先用(譬如SMD)优化下构型比较好?2. 如何验证所选择的溶剂化方法参数是合适自己的体系?譬如高斯手册有选择原子半径的模型如UFF,alpha的大小,界面类型如VDW等,我发现如果输入卡写了DoVacuum,ExternalIteration后,在输出文件里面会有如下输出(scn带-1电荷 为例):
Partition over spheres:
Sphere  on Atom  Surface  Charge   GEl     GCav    GDR
    1           S1      65.03   0.513  -28.45    0.00   -1.32
    2           N2      30.18   0.398  -25.81    0.00    1.61
    3           C3       6.24    0.052   -3.34    0.00    0.83
是不是应该这里球内的电荷与原子的带电荷数相近比较好,说明溶剂化方法参数是合适的?
谢谢老师了!

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发表于 Post on 2015-10-8 18:00:34 | 只看该作者 Only view this author
xijinyang 发表于 2015-10-8 14:41
谢谢sobereva老师!另外我还有两个困惑的问题:1.气相下优化的构型分别用来计算溶剂下的能量和气相下的能 ...


1 在气相还是在溶剂下优化无所谓,结构差异一般很小。
2 用不着管那些,就用scrf=SMD就完了。这是高斯支持的溶剂模型里面算溶解自由能最好的方法。
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发表于 Post on 2017-4-18 04:23:17 | 只看该作者 Only view this author
对于可能和溶剂(水或者乙醇)形成氢键的体系,是否有必要使用显式溶剂化?

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发表于 Post on 2017-4-18 06:10:20 | 只看该作者 Only view this author
lzy0702 发表于 2017-4-18 04:23
对于可能和溶剂(水或者乙醇)形成氢键的体系,是否有必要使用显式溶剂化?

看你算什么问题
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发表于 Post on 2017-4-18 07:17:48 | 只看该作者 Only view this author

一个小分子药物和Dextran Sulfate(药物载体)的结合能

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发表于 Post on 2017-4-18 08:39:55 | 只看该作者 Only view this author
lzy0702 发表于 2017-4-18 07:17
一个小分子药物和Dextran Sulfate(药物载体)的结合能

不用。
除非药物分子和药物载体之间有明确的水桥什么的
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发表于 Post on 2017-4-18 08:51:48 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 lzy0702 于 2017-4-18 09:03 编辑
sobereva 发表于 2017-4-18 08:39
不用。
除非药物分子和药物载体之间有明确的水桥什么的

我们发现这个药物结合到载体上有两种方式,一是在低pH下它自己带2个正电,可以直接和载体结合,形成聚沉的产品;另一种方式是在溶液中加入钙离子或者镁离子,它能通过配位的方式变成一个带多个电荷配合物,然后和载体聚沉。对于后一种过程是不是计算结合能的时候,对于[Mg-M]n+(M是药物)应当把Mg剩余的配位数用水分子饱和?

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发表于 Post on 2017-4-18 09:01:36 | 只看该作者 Only view this author
lzy0702 发表于 2017-4-18 08:51
我们发现这个药物结合到载体上有两种方式,一是在低pH下它自己带2个正电,可以直接和载体结合,形成聚沉 ...

虽然不是必须的,但这样更理想
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发表于 Post on 2017-4-18 09:03:14 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2017-4-18 09:01
虽然不是必须的,但这样更理想

多谢Sob老师

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发表于 Post on 2021-3-17 13:59:56 | 只看该作者 Only view this author
Sob老师好,我也是计算纳米载体吸附药物,审稿人让考虑药物和水分子在载体上的吸附竞争,这时候该怎么做呢?我想的是在结合位点加几个水分子做显式+隐式溶剂化,再吸附药物比较结合能。应该是这样嘛?

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发表于 Post on 2021-4-4 05:29:01 | 只看该作者 Only view this author
CruiseBend 发表于 2021-3-17 13:59
Sob老师好,我也是计算纳米载体吸附药物,审稿人让考虑药物和水分子在载体上的吸附竞争,这时候该怎么做呢 ...

如果从量化角度计算,对比水和药物分子在载体上的结合能,具体怎么考虑溶剂效应看具体结构
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