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[综合交流] 两个小分子相互作用能计算过程求助

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老师您好,我目前想要查找与A分子在氯仿和水中综合起来结合能最强的功能单体分子。我们初步选了四种功能单体分子这些分子的原子数都不多,差不多在20左右。目前所用的方法不知道可不可行,麻烦老师们帮我查看一下。
1.首先用molclus分别做初始构象,得到了相对能量为0最稳定构象。

2.接下来将这些最稳定构象与单个分子用DFT进行结构优化。氯仿环境 Gaussian D01 input文件是这样写的:#p opt freq M062X/6-31G(d,p) scrf(SMD,solvent=cloroform)计算水中时则把chlorofrom换成water
3.优化之后,进行相互作用能得计算。首先在真空环境下计算E_BSSE input文件是这样写的:#p opt freq M062X-D3/6-311+G(d,p)  counterpoise=2 , 然后在溶剂环境下计算相互作用能input文件书写#p opt freq M062X-D3/6-311+G(d,p) scrf(SMD,solvent=cloroform) 查看输出文件计算得到的能量加上E_BSSE就可以了。

这是大致的过程,另外我还想问一下在计算水环境时,我的目标分子和功能单体在水中会根据不同的pH出现带电情况,因此有不同的作用方式,我的处理方式是将可能出现的构型都进行了计算。这样可以吗
最后筛选到最适的功能单体之后再对其最终构型用Multiwfn进行了静电势和RGD的分析。
我是做材料方面的,对量子化学只了解一点皮毛。还想请老师能帮忙解答一下。万分感谢


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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-6-22 14:55:19 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-6-22 14:22
1 是
2 这取决于你是否考虑变形能。纯理论研究结合强度不需要考虑变形能,也是大多数理论研究弱相互作用 ...

谢谢sober老师

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发表于 Post on 2020-6-22 14:22:02 | 只看该作者 Only view this author
华理小妮 发表于 2020-6-22 10:31
Sober老师,我最近看了很多有关两分子溶剂下结合能的帖子,有几个概念我不知道自己考虑的是否正确
1、G( ...

1 是
2 这取决于你是否考虑变形能。纯理论研究结合强度不需要考虑变形能,也是大多数理论研究弱相互作用的文章,诸如此文用的做法
透彻认识氢键本质、简单可靠地估计氢键强度:一篇2019年JCC上的重要研究文章介绍
http://sobereva.com/513http://bbs.keinsci.com/thread-14600-1-1.html
在ORCA中做counterpoise校正并计算分子间结合能的例子
http://sobereva.com/542http://bbs.keinsci.com/thread-16585-1-1.html

和实验对比,考察完整过程能量变化才需要优化单体结构。


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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-6-22 10:31:42 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-6-11 23:24
第3步明显是错的。你计算相互作用能干嘛还又写了opt freq。而且opt freq时绝对别用counterpoise。

cloro ...

Sober老师,我最近看了很多有关两分子溶剂下结合能的帖子,有几个概念我不知道自己考虑的是否正确
1、G(AB)-G(A)-G(B) 就是计算结合前后自由能的一个变化,通过这个差值的正负可以看出这个结合反应是否能够自发的进行,通俗来说就是这两个分子能否自发的结合在一起。如果差值为负值,那么自由能降低的越多结合能越稳定。
2、E(AB)-E(A)-E(B) 就是结合前后单点能的一个变化,不考虑吉布斯自由能校正,用于两分子之间结合能理论数值的计算用这个。但是我看有的帖子说E(AB)-E(A)-E(B)有两种方法去计算:
1、在Gaussian View中剪出EAB的OUT文件的A和B,分别计算单点能。
2、分别画出A和B的结构,在做几何优化算出A和B的能量。
我不知道这两种计算两分子理论结合能都不同用在什么计算当中,怎么根据实验去合理的选择。

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发表于 Post on 2020-6-13 00:53:09 | 只看该作者 Only view this author
华理小妮 发表于 2020-6-12 14:16
谢谢sober老师的指导,和您说的一样我要计算的是结合前后自由能的变化,即G(AB)-G(A)-G(B)。您的意思是
...

B3LYP干嘛不加D3?
算单点干嘛又加了opt freq?完全意义不明
前面我的回复里已经解释得足够清楚了
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发表于 Post on 2020-6-13 00:17:19 | 只看该作者 Only view this author
华理小妮 发表于 2020-6-12 19:30
Sober 老师我还想问一下,molclus可以做三聚体构型的搜索或者更高具体的构型搜索吗?

显然可以
看此文第例子
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
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-6-12 19:30:52 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-6-11 23:24
第3步明显是错的。你计算相互作用能干嘛还又写了opt freq。而且opt freq时绝对别用counterpoise。

cloro ...

Sober 老师我还想问一下,molclus可以做三聚体构型的搜索或者更高具体的构型搜索吗?

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-6-12 15:29:50 | 只看该作者 Only view this author
thanhtam 发表于 2020-6-12 14:23
D3不是这么用的,仔细看上面sob给的文章

谢谢您的回答

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发表于 Post on 2020-6-12 14:23:30 | 只看该作者 Only view this author
华理小妮 发表于 2020-6-12 14:16
谢谢sober老师的指导,和您说的一样我要计算的是结合前后自由能的变化,即G(AB)-G(A)-G(B)。您的意思是
...

D3不是这么用的,仔细看上面sob给的文章

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-6-12 14:16:43 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 华理小妮 于 2020-6-12 19:06 编辑
sobereva 发表于 2020-6-11 23:24
第3步明显是错的。你计算相互作用能干嘛还又写了opt freq。而且opt freq时绝对别用counterpoise。

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谢谢sober老师的指导,和您说的一样我要计算的是结合前后自由能的变化,即G(AB)-G(A)-G(B)。您的意思是
1、先用molclus做二聚体构型搜索,取实际溶剂环境中自由能最低的构型来算自由能。
2、在确定自由能最低的构型之后将这些构型AB与单个分子(A B)用DFT进行自由能的计算。
我想用您说的粗略但比较省事的计算溶剂下焓或自由能的方法
(1)用opt freq优化结构同时获得焓或自由能的热校正量。关键词是 B3LYP/6-31G* opt freq scrf(SMD,solvent=chloroform)计算水中时则把chlorofrom换成water
(2)在(1)的结构下结合溶剂模型用高级别计算单点 关键词是M06-2X-D3(0)/6-311+G(d,p) opt freq scrf(SMD,solvent=chloroform)计算水中时则把chlorofrom换成water
然后将(1)和(2)的结果相加,再加上1.89 kcal/mol。

3、最后通过公式G(AB)-G(A)-G(B)计算结合前后自由能的变化,自由能降低得越多结合越稳定。

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发表于 Post on 2020-6-11 23:24:43 | 只看该作者 Only view this author
第3步明显是错的。你计算相互作用能干嘛还又写了opt freq。而且opt freq时绝对别用counterpoise。

cloroform拼错了

M06-2X加色散校正根本不是那么写关键词,仔细看
DFT-D色散校正的使用
http://sobereva.com/210

做了counterpoise任务直接就给了你不考虑变形能情况下的相互作用能了,“加上E_BSSE”莫名其妙

实际上你当前该做的不是计算电子能量能量层面上的结合能,而应当计算的是结合前后自由能的变化,即G(AB)-G(A)-G(B)。自由能降低得越多结合越稳定。其中AB、A、B计算自由能的步骤都与此文相同:
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/327http://bbs.keinsci.com/thread-3345-1-1.html
至于BSSE校正是否考虑这都是次要的事。

对于AB肯定要用molclus做二聚体构型搜索,取实际溶剂环境中自由能最低的构型来算自由能。如果A或B本身是柔性分子,也应当用molclus做构象搜索,取自由能最低构象来算自由能。如果有多个热热可及构型/构象,如果追求特别严格,还应当考虑构型/构象平均,这里说了
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
http://sobereva.com/552http://bbs.keinsci.com/thread-17494-1-1.html

至于pH的影响,根据当前体系各位点pKa和当前pH环境判断应当用什么质子化态。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-6-11 14:52:47 | 只看该作者 Only view this author
cottondog 发表于 2020-6-11 14:23
我之前做过一个工作和这个非常类似,分子印迹结合电化学传感的。需要思考的是你功能单体是如何交联的,如果 ...

谢谢你的解答,我也是做分子印迹的,我目前做的工作是用Gaussian软件筛选功能单体,你的模板分子可能有多个与功能单体的结合位点,我的目标分子结构比较简单。另外你有尝试模拟水中两个分子之间的作用能吗,我的模板分子和功能单体会因为pH的不同会出现带电和不带电的情况,这需要分开考虑把

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发表于 Post on 2020-6-11 14:23:36 | 只看该作者 Only view this author
我之前做过一个工作和这个非常类似,分子印迹结合电化学传感的。需要思考的是你功能单体是如何交联的,如果只是计算了一个功能单体和A分子之间的结构可能不太行,作用位点太少了。我算的是几个功能单体团簇与目标分子的结构优化,但这里面功能单体的数量选取有任意性,整个体系的柔性也会非常高,我是用ORCA算的。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-6-11 10:27:44 | 只看该作者 Only view this author
thanhtam 发表于 2020-6-11 10:21
你把文章看了就明白了

你说的卢老师这篇文章我已经拜读过了《谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算》
http://bbs.keinsci.com/thread-3345-1-1.html
我还是那个问题呢,我不是想做溶解自由能而是在溶剂中两个小分子的相互作用。

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发表于 Post on 2020-6-11 10:21:42 | 只看该作者 Only view this author
华理小妮 发表于 2020-6-11 10:08
谢谢您的解答,可是我不是想求解溶解自由能和体系自由能呢,我是想在隐式溶剂模型下计算两分子间的相互作 ...

你把文章看了就明白了

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