求助小分子二聚体的构建

wolf

各位老师好，小弟想用量子计算分析两个中性小分子A（约30原子）之间在溶剂条件下（如乙醇）是否能够形成多聚体（二聚体、三聚体、四聚体）、形成多聚体前后自由能的变化、以及可能的多聚体结构，现在我的思路如下，不知是否正确，请各位大佬指点：
1、搜索中性小分子A在乙醇下的最合理构象
2、参考“[size=1.4em]谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算”，对这个构象进行溶剂条件下的几何优化和单点能分析
3、使用ABCluster指定两个分子之间多聚形式（如二聚体就1：1，三聚体1：2，四聚体2：2），计算可能的多聚体能量和结构
4、选择能量最低的多聚体的.gjf文件（全局最小值），在Gaussian软件中计算多聚体结合前后自由能的变化，比如二聚体：G(AA)-G(A)-G(A)，三聚体G(AAA)-G(A)-G(A)-G(A)

不知道这个思路是否正确？请各位老师指点迷津！
此外，ABCluster计算后给出的好像就是气相下的全局最小值，那么我是否还需要进行第一步的构象搜索？

18217265596

构象搜索部分直接拿md聚类更方便

Senn

可以直接通过动力学模拟产生多聚体构象，参考：使用Molclus结合xtb做的动力学模拟对瑞德西韦(Remdesivir)做构象搜索，虽然社长给的例子是单个分子，你放多个分子跑动力学也是可以的。可以用一个自动做批量构象搜索的脚本(调用xtb、crest结合Molclus中的isostat) 脚本运行，比较方便。经过gfn2级别计算之后进行能量筛选，再去选结构做高精度的DFT结构优化和单点能计算。
注意要考虑用隐式模型还是显式模型，你要研究在乙醇中是否聚集的话，应该用显式模型先跑两个分子的动力学，判断在该溶剂环境中是否有聚集倾向，隐式溶剂会忽略与溶剂的直接作用造成聚集与否的误判。
如果想算的更快一点的话，可以用gromacs，只是要先DFT计算电荷，不如xtb方便

wolf

18217265596 发表于 2025-5-10 12:06
构象搜索部分直接拿md聚类更方便

谢谢您的回复，请问是第一步直接用md进行构象搜索吗？md是什么软件啊？

wolf

Senn 发表于 2025-5-10 15:32
可以直接通过动力学模拟产生多聚体构象，参考：使用Molclus结合xtb做的动力学模拟对瑞德西韦(Remdesivir)做 ...

啊，我是用的隐式溶剂模型“B3LYP/6-311G* em=GD3BJ opt freq scrf(SMD,solvent=ethanol)”跑的几何优化和振动，然后直接将结构放到ABCluster中进行多聚物的结构和能量分析。

我感觉好像ABCluster好像都会给出多聚体的能量和结构，只是能量大小不同（结构稳定性不同）。这是因为ABCluster算的是气相中的结构吗？

如果我需要计算乙醇中多聚体结合前后自由能的变化，在获得多聚体之后，使用Gaussian在溶剂条件下计算G(AA)-G(A)-G(A)可以吗？还是需要按您说的“用显式模型先跑两个分子的动力学，判断在该溶剂环境中是否有聚集倾向”呢？

新手不太懂，有什么基础问题理解错了的请您指正

sobereva

wolf 发表于 2025-5-10 16:16
谢谢您的回复，请问是第一步直接用md进行构象搜索吗？md是什么软件啊？

认真把此文看了，自然就清楚了
使用molclus程序做团簇构型搜索和分子构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-577-1-1.html
Molclus FAQ
http://sobereva.com/730（http://bbs.keinsci.com/thread-50349-1-1.html）

另外，对于小分子形成多聚体的构型搜索（寻找能量最低和最低一批结构），十分推荐用genmer+molclus的组合，用起来极其容易且十分理想，都不用跑动力学。把上文和下文仔细看了
genmer：生成团簇初始构型结合molclus做团簇结构搜索的超便捷工具
http://bbs.keinsci.com/thread-2369-1-1.html
其中调用量子化学程序计算时带上隐式溶剂模型表现你需要的溶剂。

至于结合自由能的计算，看下文了解常识
谈谈分子间结合能的构成以及分解分析思想
http://sobereva.com/733（http://bbs.keinsci.com/thread-50890-1-1.html）

Senn

wolf 发表于 2025-5-10 16:25
啊，我是用的隐式溶剂模型“B3LYP/6-311G* em=GD3BJ opt freq scrf(SMD,solvent=ethanol)”跑的几何优化 ...

看你的研究目的如果只是要算结合能，那么得到二聚体结构之后正常算就行了，用隐式溶剂模型。  
只是你提问中要： “计算分析两个中性小分子A（约30原子）之间在溶剂条件下（如乙醇）是否能够形成多聚体（二聚体、三聚体、四聚体）”，如果要判断能否在溶剂环境中聚集，要跑动力学判断。

wolf

sobereva 发表于 2025-5-10 17:31
认真把此文看了，自然就清楚了
使用molclus程序做团簇构型搜索和分子构象搜索
http://bbs.keinsci.com/ ...

谢谢sob老师，我现在是想验证某个基团的存在对形成cocrystal的影响。目前的猜想是：加上某个基团之后，A与A之间更容易形成自身的多聚体，而不是A与B之间形成cocrystal。

我的验证思路是：比较该基团存在/不存在情况下A-A多聚体结合能和A-B形成cocrystal的结合能，如果存在该基团时，A-A多聚体结合能确实更高，就侧面证明了该猜想。

基于我的这个目的，我采用的量子计算方法是正确的吗？

wolf

Senn 发表于 2025-5-11 14:41
看你的研究目的如果只是要算结合能，那么得到二聚体结构之后正常算就行了，用隐式溶剂模型。  
只是你提 ...

谢谢您，我的问题没有表述清楚，因为我没有量子计算的基础，不知道该如何表达。我在评论区更清楚地描述了一下我的问题，如果方便的话还请多多指教！

sobereva

wolf 发表于 2025-5-12 08:52
谢谢您，我的问题没有表述清楚，因为我没有量子计算的基础，不知道该如何表达。我在评论区更清楚地描 ...

量子化学计算和量子计算有天壤之别，用词要准确，看下文了解常识
辨析计算化学中的任务类型和理论方法
http://sobereva.com/680（http://bbs.keinsci.com/thread-38982-1-1.html）

sobereva

wolf 发表于 2025-5-12 08:50
谢谢sob老师，我现在是想验证某个基团的存在对形成cocrystal的影响。目前的猜想是：加上某个基团之后，A ...

专门有预测共晶形成可能性的方法，结合Multiwfn做表面静电势分析可以实现，参考量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班（http://www.keinsci.com/WFN）的幻灯片：





Chem. Sci.原文里，以及培训班幻灯片里有更多细节。