求助小白在ECD计算对映异构体时遇见的问题

Ablitt · 发表于 Post on 2021-10-28 17:53:11

新手一枚，专业偏天然药化，对计算刚开始学，在计算对映异构体的ECD时拟合出来的曲线趋势大概一致，但是强度有差别，有高手强调对映异构体计算理论上应该严格对称，不知道目前的结果是否可以用于文章，会不会被质疑，拟合结果如图。另构象搜索的结果R S构型在数量上也并不一致，优化计算后去重复最终数量差2。另有同学支招仅计算R或者S构型，对应乘以-1就得到对映异构体计算结果，然后再和实际测试值去比较即可，请问这方法是否被认可，会被提问吗？

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-10-28 18:12:27

本帖最后由 wzkchem5 于 2021-10-28 11:15 编辑

你这里给的曲线是构象平均以后的吗？
如果是的话，正常，应该多搜索一些构象，并且去掉高于某个能量（比如比最稳定构象高3kcal/mol以上）的构象，直至R和S搜到的构象数目相同且一一对应为止。
只计算一个构型、另一个构型靠乘以-1来得到，原理上是成立的。甚至于只搜索一个构型的构象，另一个构型的构象靠这个构型的构象的镜面反射来构造，这在原理上也是成立的。但是R、S构型搜到的构象不一致，从侧面反映了构象搜索不够充分，也就是说可能有的重要的构象是两个构型都没搜到的，所以要继续搜索构象，让R和S搜到的构象一一对应。之后可以仍旧靠只算一个构型、另一个构型乘以-1来减少计算量。此外，如果无论如何都搜不到“让R和S搜到的构象一一对应”的程度，那么也可以比如说只搜R，用R算的ECD乘以-1得到S的ECD，但是你需要通过其他方法证明R搜索得足够全，比如说多搜几个构象再算，然后发现虽然多搜到了几个构象，但是ECD已经没有肉眼可见的变化了，这样也可以。

sobereva · 发表于 Post on 2021-10-29 06:36:32

对映异构体的ECD显然是呈严格镜像的，而且构象结构、构象分布也都是相同的（仅相差镜面反映操作），对R、S分别做构象搜索毫无意义，白浪费时间。只要确保一个手性的构象搜索是绝对充分的、构象权重平均ECD谱的计算方式是合理的，其ECD直接上下翻转就是另一个手性的。

你观测到的问题就是楼上所说的，其中一个手性或者两个手性的构象搜索不充分。自己肉眼挨个对比两个手性能量最低的一批构象，就能知道一个相对于另一个漏了什么结构。
另外，如果几何优化收敛限太宽，优化精度不够高也可能导致没有精确成镜像关系。

Ablitt · 发表于 Post on 2021-10-29 14:14:36

wzkchem5 发表于 2021-10-28 18:12
你这里给的曲线是构象平均以后的吗？
如果是的话，正常，应该多搜索一些构象，并且去掉高于某个能量（比如 ...

是平均以后的，取的是高于最稳定构象4Kcal/mol以内的构象，谢谢老师，我再去搜索一下试试！

Ablitt · 发表于 Post on 2021-10-29 14:22:28

sobereva 发表于 2021-10-29 06:36
对映异构体的ECD显然是呈严格镜像的，而且构象结构、构象分布也都是相同的（仅相差镜面反映操作），对R、S ...

好的谢谢Sob老师！

Ablitt · 发表于 Post on 2021-11-17 14:49:16

sobereva 发表于 2021-10-29 06:36
对映异构体的ECD显然是呈严格镜像的，而且构象结构、构象分布也都是相同的（仅相差镜面反映操作），对R、S ...

老师好，问题后续我又进行了几次计算，发现还是不行，认为是chemdraw输出的对映体不合理，就手动调整了一个S出来，输出坐标系后乘以-1以得到R的坐标系用以计算，这样计算后理论上讲出来的构象数目应该一样，坐标相反，但是现在出现构象数目就不一样，肉眼查看后发现低于2Kcal/mol的时候两者计算是数目一致的，在2-4Kcal/mol内出现差别，这样的话能不能认为构象搜索不合理啊，用的gfnff 优化gfn2（肉眼看优化过程从24-6Kcal/mol没什么问题）取的4Kcal/mol内的

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-11-17 16:50:16

Ablitt 发表于 2021-11-17 07:49
老师好，问题后续我又进行了几次计算，发现还是不行，认为是chemdraw输出的对映体不合理，就手动调整了 ...

这个要么说明搜得不够多，要么说明4kcal/mol这个标准太高了。构象搜索是有随机性的，所以即便初猜的R和S结构彼此严格成对映体，也不能保证R和S搜出来的构象完全一一对应

sobereva · 发表于 Post on 2021-11-18 05:29:10

Ablitt 发表于 2021-11-17 14:49
老师好，问题后续我又进行了几次计算，发现还是不行，认为是chemdraw输出的对映体不合理，就手动调整了 ...

2~4 kcal/mol区间的构象数目极多，对于柔性很高的体系，很难把这个区间里那么多构象全都找出来（都找出来代价太高，也没什么实际意义）。如果你的构象搜索不够充分，显然可能R找出来一部分，S找出来另一部分，仿佛看上去不对应

Ablitt · 发表于 Post on 2021-11-20 09:52:56

sobereva 发表于 2021-11-18 05:29
2~4 kcal/mol区间的构象数目极多，对于柔性很高的体系，很难把这个区间里那么多构象全都找出来（都找出来 ...

好的谢谢老师，明白！

Ablitt · 发表于 Post on 2021-11-20 09:53:27

wzkchem5 发表于 2021-11-17 16:50
这个要么说明搜得不够多，要么说明4kcal/mol这个标准太高了。构象搜索是有随机性的，所以即便初猜的R和S ...

嗯呢，感谢老师，我再修改一下试试

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