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[新手求助] 有什么参数可以指征分子的刚性(Rigidity or Flexibility)?

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近期发现如图所示的两个分子的反应性差别很大,其只差一个4°-C 上的角甲基,形成了一个 vicinal 的双季碳结构。
即使反应位点离这个甲基比较远,也有这个现象,基本可以排除位阻的差别。

有人提出了一个猜想是这个角甲基增加了分子的刚性,想用量子化学的手段证明/证伪这个说法,有没有什么常用的量化的参数可以指征分子的刚性?
查阅文献发现有些Flexibility的定义是用了MD的手段,去做一个加权的比例: [分子体积 / 分子“能够到”的体积],但是没有查到用量化来说明的例子。

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发表于 Post on 2015-8-2 23:01:45 | 只看该作者 Only view this author
可以做从头算动力学,然后计算出这一部分的RMSF(根均方波动)。RMSF在MD研究蛋白质的时候经常用来衡量蛋白质不同区段的柔性。
如果不做动力学,也可以尝试看看相关模式的振动频率,振动频率高说明力常数大,刚性强。
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》
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发表于 Post on 2015-8-2 23:52:03 | 只看该作者 Only view this author
做构象分析看低能量构象的数目。如果5/5并环构型(顺式或反式)不同,分子刚性会有很大差别。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2015-8-3 22:50:59 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2015-8-2 23:01
可以做从头算动力学,然后计算出这一部分的RMSF(根均方波动)。RMSF在MD研究蛋白质的时候经常用来衡量蛋白 ...

对于几十个原子的体系,在一般的跑Gaussian的服务器(只有8个core)上、做最低、可接受级别的 ab initio MD 大概需要多少量级的时间?

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发表于 Post on 2015-8-3 23:09:01 | 只看该作者 Only view this author
liyuanhe211 发表于 2015-8-3 22:50
对于几十个原子的体系,在一般的跑Gaussian的服务器(只有8个core)上、做最低、可接受级别的 ab initio  ...


建议先用半经验比如PM6来跑跑动力学,耗时很低。
可以先看看平均每步耗时多长,在能承受得了的程度下尽量跑长点
一般也AIMD模拟就是几ps到几十ps的程度。
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2015-8-4 08:28:30 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2015-8-3 23:09
建议先用半经验比如PM6来跑跑动力学,耗时很低。
可以先看看平均每步耗时多长,在能承受得了的程度下 ...

好,我学习尝试一下。谢谢Sob老师。

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发表于 Post on 2019-5-16 18:32:23 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2015-8-2 23:01
可以做从头算动力学,然后计算出这一部分的RMSF(根均方波动)。RMSF在MD研究蛋白质的时候经常用来衡量蛋白 ...

sob老师,您好,我现在想通过相关模式的振动频率去考察分子的刚柔性,但是,一个结构有3n-6个振动模式,我应该去比较哪些模式的振动模式呢?选择最大或者最小频率可以说明吗?

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发表于 Post on 2019-5-16 19:49:22 来自手机 | 只看该作者 Only view this author
DUNING 发表于 2019-5-16 18:32
sob老师,您好,我现在想通过相关模式的振动频率去考察分子的刚柔性,但是,一个结构有3n-6个振动模式, ...

我觉得应该是最小的频率。

回到lz的议题,我猜能否用振动熵来作为一种衡量指标呢?因为振动熵的主要贡献来源于低频振动

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发表于 Post on 2019-5-17 01:01:44 | 只看该作者 Only view this author
DUNING 发表于 2019-5-16 18:32
sob老师,您好,我现在想通过相关模式的振动频率去考察分子的刚柔性,但是,一个结构有3n-6个振动模式, ...

先看最小的,考察其振动模式对应的原子运动方式是否对应的是你感兴趣的特征,如果不是,再考察更高的
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发表于 Post on 2019-5-17 14:41:13 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2019-5-17 01:01
先看最小的,考察其振动模式对应的原子运动方式是否对应的是你感兴趣的特征,如果不是,再考察更高的

好的,谢谢sob老师,我尝试一下。

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发表于 Post on 2025-6-21 15:45:04 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2015-8-2 23:01
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老师,您说的频率反映分子的柔性和刚性,请问在没有几个同系物分子对比的情况下,有具体的分界值吗?
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索

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发表于 Post on 2025-6-22 03:54:16 | 只看该作者 Only view this author
gezq 发表于 2025-6-21 15:45
老师,您说的频率反映分子的柔性和刚性,请问在没有几个同系物分子对比的情况下,有具体的分界值吗?

没有一刀切的标准
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