计算化学公社

 找回密码 Forget password
 注册 Register
Views: 340|回复 Reply: 10
打印 Print 上一主题 Last thread 下一主题 Next thread

[Gaussian/gview] 计算有机大环和小分子结合自由能的流程求助

[复制链接 Copy URL]

64

帖子

0

威望

596

eV
积分
660

Level 4 (黑子)

各位老师好,我想计算同一有机大环分子(称为A,约100原子)和一批小分子(称为B,约10~50原子,部分带有N+结构)的结合自由能大小,考虑水溶剂,其中假定复合物结构AB构型合理。
通过浏览以往的相关帖子得知,该计算需要:在低级别进行opt+freq计算,在高级别计算单点,结合Shermo程序导出结合自由能,因此我想在实施计算之前请教一下计算流程的合理性(因为有100个结构需要计算):
(1)使用B3LYP-D3(BJ) + 6-31G**分别对已有的AB结构、单独的A和单独的B进行opt+freq计算,
(2)使用B2PLYP-D3(BJ) + def2-TZVP结合scrf=solvent=water对优化后的AB、A和B结构进行单点计算,
(3)结合Shermo程序导出AB、A和B的自由能,通过ΔG=G(A-B)-G(A)-G(B)得到每个体系的结合自由能。
问题:1.该流程、泛函和基组的选择是否合理(base gaussian09做计算);是否有性价比更高的泛函基组选择?2.在做opt+freq时,是否也需要考虑水溶剂?
感谢解答!

64

帖子

0

威望

596

eV
积分
660

Level 4 (黑子)

11#
 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-12-25 09:34:10 | 只看该作者 Only view this author

感谢Sob老师!

6万

帖子

99

威望

5万

eV
积分
124671

管理员

公社社长

10#
发表于 Post on 2025-12-25 05:45:27 | 只看该作者 Only view this author
1739140886 发表于 2025-12-24 14:31
还想请教Sob老师,如果想研究Pd(2+)金属笼结构结合小分子的结合自由能,能否还是依照上述流程,只对基组 ...

你写的没问题
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
欢迎加入北京科音微信公众号获取北京科音培训的最新消息,并避免错过网上有价值的计算化学文章!
欢迎加入人气极高、专业性特别强的理论与计算化学综合交流群思想家公社QQ群(群号见此链接),合计达一万多人。北京科音培训班的学员在群中可申请VIP头衔,提问将得到群主Sobereva的最优先解答。
思想家公社的门口Blog:http://sobereva.com(发布大量原创计算化学相关博文)
Multiwfn主页:http://sobereva.com/multiwfn(十分强大、极为流行的量子化学波函数分析程序)
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=tiKE0qkAAAAJ
ResearchGate:https://www.researchgate.net/profile/Tian_Lu

64

帖子

0

威望

596

eV
积分
660

Level 4 (黑子)

9#
 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-12-24 14:31:47 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-11-13 01:58
1 A、B需要单独优化
2 如果想考虑BSSE问题,AB计算单点时用counterpoise,取其中BSSE校正后的复合物能量 ...

还想请教Sob老师,如果想研究Pd(2+)金属笼结构结合小分子的结合自由能,能否还是依照上述流程,只对基组进行小幅修改?
如opt+freq变为B3LYP-D3(BJ)+6-31G*(主族元素)/SDD(过渡金属);单点依旧使用B3LYP-D3(BJ)+Def2-TZVP或是Def2-TZVP(-f)。
此处未考虑加入抗衡阴离子的情况

金属计算.png (133.06 KB, 下载次数 Times of downloads: 3)

金属计算.png

6万

帖子

99

威望

5万

eV
积分
124671

管理员

公社社长

8#
发表于 Post on 2025-11-15 05:31:08 | 只看该作者 Only view this author
1739140886 发表于 2025-11-14 21:08
Sob老师,还想请教一个问题。我这里的大环是CB7(理论上结构具有一定对称性,可见示例图),结合的小分子 ...

先做对称化,还不行再加上recalc=5。都是博文里提到的。绝对没有博文里没提到的能奏效的做法
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
欢迎加入北京科音微信公众号获取北京科音培训的最新消息,并避免错过网上有价值的计算化学文章!
欢迎加入人气极高、专业性特别强的理论与计算化学综合交流群思想家公社QQ群(群号见此链接),合计达一万多人。北京科音培训班的学员在群中可申请VIP头衔,提问将得到群主Sobereva的最优先解答。
思想家公社的门口Blog:http://sobereva.com(发布大量原创计算化学相关博文)
Multiwfn主页:http://sobereva.com/multiwfn(十分强大、极为流行的量子化学波函数分析程序)
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=tiKE0qkAAAAJ
ResearchGate:https://www.researchgate.net/profile/Tian_Lu

64

帖子

0

威望

596

eV
积分
660

Level 4 (黑子)

7#
 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-11-14 21:08:10 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-11-13 01:58
1 A、B需要单独优化
2 如果想考虑BSSE问题,AB计算单点时用counterpoise,取其中BSSE校正后的复合物能量 ...

Sob老师,还想请教一个问题。我这里的大环是CB7(理论上结构具有一定对称性,可见示例图),结合的小分子示例如图所示。
我发现复合物结构(AB)和小分子(B)的freq+opt通常顺利结束,但是对于单独的主体(A)进行opt+freq计算,多数会出现震荡、最终几何优化失败的情况,我也尝试了帖子《量子化学计算中帮助几何优化收敛的常用方法》中的内容,例如改变关键词使用“opt=GDIIS”、采用上次优化中的低能量结构重新计算等,但还会遇到此类问题(其中一个的com文件也上传到了附件)。
想请教您对于该结构的freq+opt计算,是否有针对性的加速几何优化的方案?非常感谢老师回复!

示例.jpeg (199.44 KB, 下载次数 Times of downloads: 3)

示例.jpeg

host.com

9.2 KB, 下载次数 Times of downloads: 2

64

帖子

0

威望

596

eV
积分
660

Level 4 (黑子)

6#
 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-11-14 10:31:40 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-11-13 01:58
1 A、B需要单独优化
2 如果想考虑BSSE问题,AB计算单点时用counterpoise,取其中BSSE校正后的复合物能量 ...

感谢sob老师回复,我在opt+freq测试时将基组降到了6-31G*(发现6-31G**和6-311G**耗时会较长),但是发现很多复合物AB的优化无法收敛。查阅文献时发现AB在优化时考虑和不考虑隐式溶剂对最终优化出的结构影响不大,请问我在第一步opt+freq计算时是否可以在真空进行,这是否会影响我要计算的自由能数值?

6万

帖子

99

威望

5万

eV
积分
124671

管理员

公社社长

5#
发表于 Post on 2025-11-13 01:58:35 | 只看该作者 Only view this author
1739140886 发表于 2025-11-12 13:07
社长,我又参考了《谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算》帖子下的示例和Shermo的手册内容, ...

1 A、B需要单独优化
2 如果想考虑BSSE问题,AB计算单点时用counterpoise,取其中BSSE校正后的复合物能量
其它没什么问题
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
欢迎加入北京科音微信公众号获取北京科音培训的最新消息,并避免错过网上有价值的计算化学文章!
欢迎加入人气极高、专业性特别强的理论与计算化学综合交流群思想家公社QQ群(群号见此链接),合计达一万多人。北京科音培训班的学员在群中可申请VIP头衔,提问将得到群主Sobereva的最优先解答。
思想家公社的门口Blog:http://sobereva.com(发布大量原创计算化学相关博文)
Multiwfn主页:http://sobereva.com/multiwfn(十分强大、极为流行的量子化学波函数分析程序)
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=tiKE0qkAAAAJ
ResearchGate:https://www.researchgate.net/profile/Tian_Lu

64

帖子

0

威望

596

eV
积分
660

Level 4 (黑子)

4#
 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-11-12 13:07:12 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-11-11 01:11
1 这样大小的体系在Gaussian里双杂化泛函B2PLYP-D3(BJ)根本算不动。建议用B3LYP-D3(BJ)或M06-2X算单点
2  ...

社长,我又参考了《谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算》帖子下的示例和Shermo的手册内容,我把计算流程整理到了图片的表格中,不知道是否存在理解偏差:
1.对AB、复合物中的A和复合物中的B(单独拆出来)在水溶剂下进行opt+freq,得到的优化后结构AB', A'和B'是后续计算结合自由能的基础(疑问1:是否仅需优化AB,而将AB'中的A和B单独进行freq无需opt);
2.在真空中对三个优化后结构进行高精度单点,结合Shermo将得到各结构气相下的自由能数值G(疑问2:是否需要考虑BSSE的问题);
3.分别求取每个体系的溶解自由能与上述的G相加即得A、B、AB的溶剂下自由能(最后累加1.89kcal/mol代表标况下1atm→1M自由能变);
4.最后我想要得到的“结合自由能”即为∆G = G(AB) - G(A) -G(B)

结合自由能计算流程.png (125.13 KB, 下载次数 Times of downloads: 5)

结合自由能计算流程.png

64

帖子

0

威望

596

eV
积分
660

Level 4 (黑子)

3#
 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-11-11 09:37:58 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-11-11 01:11
1 这样大小的体系在Gaussian里双杂化泛函B2PLYP-D3(BJ)根本算不动。建议用B3LYP-D3(BJ)或M06-2X算单点
2  ...

感谢社长,我去尝试一下!

6万

帖子

99

威望

5万

eV
积分
124671

管理员

公社社长

2#
发表于 Post on 2025-11-11 01:11:37 | 只看该作者 Only view this author
1 这样大小的体系在Gaussian里双杂化泛函B2PLYP-D3(BJ)根本算不动。建议用B3LYP-D3(BJ)或M06-2X算单点
2 最好带着
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
欢迎加入北京科音微信公众号获取北京科音培训的最新消息,并避免错过网上有价值的计算化学文章!
欢迎加入人气极高、专业性特别强的理论与计算化学综合交流群思想家公社QQ群(群号见此链接),合计达一万多人。北京科音培训班的学员在群中可申请VIP头衔,提问将得到群主Sobereva的最优先解答。
思想家公社的门口Blog:http://sobereva.com(发布大量原创计算化学相关博文)
Multiwfn主页:http://sobereva.com/multiwfn(十分强大、极为流行的量子化学波函数分析程序)
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=tiKE0qkAAAAJ
ResearchGate:https://www.researchgate.net/profile/Tian_Lu

手机版 Mobile version|北京科音自然科学研究中心 Beijing Kein Research Center for Natural Sciences|京公网安备 11010502035419号|计算化学公社 — 北京科音旗下高水平计算化学交流论坛 ( 京ICP备14038949号-1 )|网站地图

GMT+8, 2026-1-24 06:34 , Processed in 0.178830 second(s), 24 queries , Gzip On.

快速回复 返回顶部 返回列表 Return to list