求助较大分子溶解自由能计算

dinghongming

我想计算一个较大分子（约100个原子）的溶解自由能，按照sob老师在该贴中的步骤（http://sobereva.com/327）

首先对体系在真空中进行优化（# opt b3lyp/6-31G** em=gd3bj），然后分别计算水中E1（#P m052x/6-31G* scrf(SMD,solvent=water) geom=allcheck）和真空中E2（#P m052x/6-31G* geom=allcheck）的单点能，最后分子溶解自由能即为E1-E2+1.89kcal/mol。

另外，我还尝试了采用了在水中进行优化（# opt b3lyp/6-31G** em=gd3bj scrf(SMD,solvent=water)），然后再计算水中（E3）和真空（E4）中单点能，这样也能得到溶解自由能E3-E4+1.89kcal/mol。

不过由于我的分子较大，有一定柔性，在真空中优化后会形成分子内氢键，但在水中优化后并不会形成分子内氢键，所以我认为是不是应该用E3-E2+1.89kcal/mol更加合适？

另外，是不是在进行水中优化时，拿真空中优化好的结构作为初始结构进行优化，然后再计算水中的单点能（E5），溶解自由能为E5-E2+1.89kcal/mol，这样更好些？

sobereva

只要真空下和溶剂模型下优化出来的结构差异大，就应当用后者的结构，前者只是个近似而已。

顺带一提，严格来说，对于柔性分子，应当做构象搜索，把不同构象下的以如上方式算的溶解自由能取Boltzmann平均

并没必要刻意先在真空下优化，不会带来更好的物理意义。

dinghongming

sobereva 发表于 2020-11-4 13:50
只要真空下和溶剂模型下优化出来的结构差异大，就应当用后者的结构，前者只是个近似而已。

顺带一提，严 ...

谢谢sob老师！您说的后者应该是E3-E2+1.89吧？
对于构象搜索，应该真空和水中都要做，然后分别取玻尔兹曼平均，即<E3>-<E2>+1.89?
此外，我还有个疑问，m052x/6-31G*目前似乎只是证明对于有机小分子的溶解自由能效果较好，但对于柔性大分子效果是不是还是未知，比如这里面并没有加色散修正（em=GD3）,是不是有必要加上？

wzkchem5

dinghongming 发表于 2020-11-4 19:24
谢谢sob老师！您说的后者应该是E3-E2+1.89吧？
对于构象搜索，应该真空和水中都要做，然后分别取玻尔兹 ...

M05-2X自己就能描述色散，虽然也可以加D3进一步改进描述，但是不加影响也不大。

sobereva

dinghongming 发表于 2020-11-4 19:24
谢谢sob老师！您说的后者应该是E3-E2+1.89吧？
对于构象搜索，应该真空和水中都要做，然后分别取玻尔兹 ...

E3-E4+1.89kcal/mol

实际是什么环境就在什么环境下做

M05-2X对于有机体系，不管是小分子还是大分子，算溶解自由能都没问题。另外，从SMD的公式很容易理解，是否加色散校正对于溶解自由能本身并没有任何影响，因为同一个结构溶剂模型和气相下的能量求差直接就抵消了

dinghongming

sobereva 发表于 2020-11-5 21:32
E3-E4+1.89kcal/mol

实际是什么环境就在什么环境下做

好的，理解了，谢谢您！