对Sober老师帖子《将多帧xyz文件转化成量子化学输入文件的工具：xyz2QC》的小小质疑

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-8 19:38:06

本帖最后由 ReviewReview 于 2022-6-8 19:39 编辑

Lu老师和各位小伙伴们：
   你们好！
   最近在一个专门搞计算的师妹的搀扶下学习用Molclus进行构象搜索。在她的极力推荐下我仔细阅读了Sober老师的帖子《使用molclus程序做团簇构型搜索和分子构象搜索》及其子帖《将多帧xyz文件转化成量子化学输入文件的工具：xyz2QC》。读毕，尤其是在读完子帖《将多帧xyz文件转化成量子化学输入文件的工具：xyz2QC》后我对Sober老师为我们这些买不起自己服务器的可怜超算用户体贴入微/量身打造的xyz2QC工具表达由衷的感激和敬畏。
   然而哈佛大学的校训如是说道"Amicus Plato, Amicus Aristotle, Sed Magis Amicus VERITAS"，中文大概意思就是"与柏拉图为友，与亚里士多德为友，更与真理为友。"，这句话深深影响着我。接下来，我准备按照Sober老师帖子中的步骤开工计算时，心中突然产生一丝担忧。担忧如下：
   在子帖《将多帧xyz文件转化成量子化学输入文件的工具：xyz2QC》中，
   前言部分Sober老师写道: "笔者开发的免费的做构象搜索和团簇构型搜索的Molclus程序已经有很多人在用了，介绍和下载见官网http://www.keinsci.com/research/molclus.html。Molclus做搜索过程一般流程是先用十分廉价但粗糙的级别（如调用Openbabel跑MMFF94、调用xtb跑GFN-xTB）做结构优化和初步筛选，将其中能量最低的、为数不多的一批体系保留，最后再调用量子化学程序用更准确的方法算能量或做进一步优化。在整个过程中，初筛的耗时很低，在个人计算机上跑也没有任何压力，而最后对为数不多的筛出来的体系进一步做DFT/后HF量子化学计算才是占整个搜索过程的大头，才是真正有必要弄到超算上跑的（对于那些没有自己的像样的服务器的人而言）。然而，在超算上，计算任务一般是以提交方式进行的，而molclus这样自动调用其它程序去运行的方式在超算上不方便使用。为了解决这个矛盾，本文介绍笔者开发的xyz2QC程序。xyz2QC作为Molclus程序（1.7版及之后）的一个子程序发布，在Molclus压缩包里就可以找到。"；
   例子部分Sober老师写道: "假设我们之前用molclus对某个有机分子在粗糙的半经验方法PM7下做了批量优化，并用isostat做了处理，得到了按照能量排序后的cluster.xyz文件（可以这里下载：http://sobereva.com/attach/472/cluster.xyz）。这里我们想把其中能量最低的三个转化成.gjf文件，之后弄到超算/服务器上算更准确的能量，"。
   读到这里，我心里清楚这是Sober老师是为我们这些贫穷的超算用户想出来的一个折衷妥协策略，但是事实上PM7是属于精度很低的方法，用这个方法算出来的不准确的能量再用isotat去排序，那么排出来的这个能量大小排行榜的可信度也会有问题吧？
   学生万分渴望您的答复！

Henge · 发表于 Post on 2023-2-17 14:02:37

超算也可以用脚本提交xtb、Molclus的任务，公社里有帖子提供过脚本文件。

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-9 15:49:01

wzkchem5 发表于 2022-6-9 15:44
不需要任何编程，至多只需要3行左右的脚本，而且只用写一次。
学习成本很低，基本只有对于那种一听到要 ...

嗯嗯知道啦，谢谢老师，那我下下来试试。

wzkchem5 · 发表于 Post on 2022-6-9 15:47:31

granvia 发表于 2022-6-9 06:19
最好指出是什么类型的分子的构象问题，不能以偏概全啊

具体看那篇文章，里面都写了。就是有机小分子，以类药分子为主

wzkchem5 · 发表于 Post on 2022-6-9 15:44:52

ReviewReview 发表于 2022-6-9 02:32
嗯嗯谢谢老师学术级的答案。就是想问下您xTB学习成本大吗，听我师妹说要编程的啊？由于我目前已经博三了 ...

不需要任何编程，至多只需要3行左右的脚本，而且只用写一次。
学习成本很低，基本只有对于那种一听到要学软件就吓晕过去的人有门槛，但是其实没有任何门槛，sob老师也写过如何使用xtb的博文，讲得十分详细

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-9 14:52:41

granvia 发表于 2022-6-9 13:26
没门槛，属于傻瓜式操作

谢谢老师，那我下下来试试。

granvia · 发表于 Post on 2022-6-9 13:26:09

ReviewReview 发表于 2022-6-9 09:32
嗯嗯谢谢老师学术级的答案。就是想问下您xTB学习成本大吗，听我师妹说要编程的啊？由于我目前已经博三了 ...

没门槛，属于傻瓜式操作

granvia · 发表于 Post on 2022-6-9 13:19:19

wzkchem5 发表于 2022-6-8 22:41
发现DOI: 10.1002/qua.26381这篇文章测了PM7和GFN2-xTB计算的构象能量，以DLPNO-CCSD(T)为参考值，把半经 ...

最好指出是什么类型的分子的构象问题，不能以偏概全啊

granvia · 发表于 Post on 2022-6-9 13:18:01

GoldenBaby 发表于 2022-6-8 22:26
你说的这个问题我还真比较过，PM7确实可以说是烂了。这篇文章用的xtb做的 http://bbs.keinsci.com/thread-1 ...

所谓“很烂”是针对对某些问题和某些体系来说的，但不能得出PM7针对所有问题和所有体系都很烂这样的结论。否则有失客观公允

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-9 09:32:13

wzkchem5 发表于 2022-6-8 22:41
发现DOI: 10.1002/qua.26381这篇文章测了PM7和GFN2-xTB计算的构象能量，以DLPNO-CCSD(T)为参考值，把半经 ...

嗯嗯谢谢老师学术级的答案。就是想问下您xTB学习成本大吗，听我师妹说要编程的啊？由于我目前已经博三了，所以需要考虑学习成本的问题。

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-9 09:16:40

本帖最后由 ReviewReview 于 2022-6-9 09:17 编辑

sobereva 发表于 2022-6-9 07:52
PM7仅仅是用来初筛用的，筛选出有哪些构型值得进一步用明显更昂贵的DFT来进一步优化。显然不能直接取PM7 ...

Sober老师我其实领会了您帖子里的步骤的，就是您说的这句话嘛"假设我们之前用molclus对某个有机分子在粗糙的半经验方法PM7下做了批量优化，并用isostat做了处理，得到了按照能量排序后的cluster.xyz文件（可以这里下载：http://sobereva.com/attach/472/cluster.xyz）。这里我们想把其中能量最低的三个转化成.gjf文件，之后弄到超算/服务器上算更准确的能量，"！我当时怀疑的是由于PM7精度的问题，"其中能量最低的三个"可能并不是真正的"其中能量最低的三个"。接着，看了GoldenBaby老师的答复"以及你说的那个能量排行确实是有问题的，所以一般保留相对能量<=3 kcal/mol的结构，从这里面找大概率还是能找到能用的结构的。"后，我心里接着就知道可以这么干了并且知道怎么干了。

sobereva · 发表于 Post on 2022-6-9 07:52:25

ReviewReview 发表于 2022-6-8 22:54
嗯嗯谢谢老师。"以及你说的那个能量排行确实是有问题的，所以一般保留相对能量

PM7仅仅是用来初筛用的，筛选出有哪些构型值得进一步用明显更昂贵的DFT来进一步优化。显然不能直接取PM7给你的能量最低的那一个结构，我的任何molclus相关的帖子里的例子都没有这么做。要正确领会molclus的构型/构象搜索例子里每一步的思想和目的。即便是精度整体更好点的GFN-xTB，精度也仅仅适合作为初筛目的。在根据能量初筛的同时，顺带也起到了预优化的目的。

结构离谱不离谱，自己用gview看molclus备份出来的Gaussian输出文件里的优化轨迹便知

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-8 22:54:27

本帖最后由 ReviewReview 于 2022-6-9 15:50 编辑

GoldenBaby 发表于 2022-6-8 22:26
你说的这个问题我还真比较过，PM7确实可以说是烂了。这篇文章用的xtb做的 http://bbs.keinsci.com/thread-1 ...

嗯嗯谢谢老师。"以及你说的那个能量排行确实是有问题的，所以一般保留相对能量<=3 kcal/mol的结构，从这里面找大概率还是能找到能用的结构的。"，您这句话太有用了，今天攒的eV一次性都给wzkchem5老师了，明天攒到4一定来给您评满分哈哈

。
还有再请教您一个问题哈：在用Molclus对Genmer产生的100个构象进行构象搜索时，我的template.gjf和template2.gjf用的都是PM7方法，在template2.gjf中加了有助于收敛的关键词"opt(maxstep=5,notrust,maxcyc=150,gdiis) scf=xqc"，我都这样了，但是在跑Molclus时：先说下哈，我目前跑到第6个构象了，但是去isomers.xyz里边看了眼只有构象2，3，4，6跑出来了，构象1，5未能成功跑出来。我就开始思考：是不是构象1，5本来就很离谱，在逻辑上反常理，本来就不应该存在，所以我接下来能不能直接将其放弃掉不要，只要我isomer.xyz里边成功跑出来的构象，然后拿去找isostat.exe帮我排序？

wzkchem5 · 发表于 Post on 2022-6-8 22:41:21

GoldenBaby 发表于 2022-6-8 15:26
你说的这个问题我还真比较过，PM7确实可以说是烂了。这篇文章用的xtb做的 http://bbs.keinsci.com/thread-1 ...

发现DOI: 10.1002/qua.26381这篇文章测了PM7和GFN2-xTB计算的构象能量，以DLPNO-CCSD(T)为参考值，把半经验方法的结果对参考值作图，求R^2（所以相当于反映了能量的排序，而不是反映能量本身的精度）。发现GFN2-xTB的R^2有0.637，而PM7只有0.315，甚至比一些力场（MMFF94）还差。这么看来PM7确实挺差的。
另外我收回我说的关于计算时间的话，从这个benchmark文章来看PM7比GFN2-xTB快不少，不过和GFN0-xTB差不多快，而GFN0-xTB的精度比PM7高得还是挺明显的。所以至少从这篇文章的结论而言，即使是GFN2-xTB跑不动的大体系，也应该用GFN0-xTB而非PM7

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-8 22:29:27

wzkchem5 发表于 2022-6-8 22:16
对的，PM7虽然很多时候比GFN2-xTB差，但是没有差到审稿人不认的地步

嗯嗯好的，谢谢老师！

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