柔性有机大分子(>500atom)原子电荷计算问题

Geocmpt · 发表于 Post on 2023-5-30 08:51:30

本帖最后由 Geocmpt 于 2023-5-31 14:00 编辑

各位专家同行：
本人因专业性质，构筑的柔性有机大分子体系一般都在500原子以上，主要采用gromacs和lammps模拟，首先相对“准确”计算原子电荷是个大难题。RESP电荷在第一部结构优化部分基本算不动（单点能是可以的），采用社长的教程XTB结合ORCA构象搜索也是基本不可能。退而求次采用社长的神器脚本计算1.2CM5电荷，有个很小白问题，是否需要结构优化？我试了下貌似初始构型对结构有影响？那么AM1-BCC呢？附件是未作“clean“处理的XYZ坐标文件，下面也给出了未作任何处理的原始平面图（未加H饱和），请教大家给出指导，很感谢大家。

GoldenBaby · 发表于 Post on 2023-5-30 11:34:37

大分子电荷肯定不能直接硬算的。
仔细阅读http://sobereva.com/soft/Sobtop/#ex5
并领会精神

Geocmpt · 发表于 Post on 2023-5-30 16:00:45

GoldenBaby 发表于 2023-5-30 11:34
大分子电荷肯定不能直接硬算的。
仔细阅读http://sobereva.com/soft/Sobtop/#ex5
并领会精神

谢谢您的指导。还有一点，我这个是非均质，无定形的柔性有机大分子，可能无法像聚合物那样拆解“”精确计算电荷了。MMFF94电荷不依赖于具体构象，可能是个没办法的办法了。

牧生 · 发表于 Post on 2023-5-30 22:45:26

本帖最后由牧生于 2023-5-30 22:54 编辑

Geocmpt 发表于 2023-5-30 16:00
谢谢您的指导。还有一点，我这个是非均质，无定形的柔性有机大分子，可能无法像聚合物那样拆解“”精确计 ...

我目前最多算过300原子的左右的，碳氢氧氮硫为主的化合物，睡一觉就算完了。

有个好一点的cpu，比如13900k，用orca计算resp电荷的懒人脚本，对于500多原子，如果硬造，也不是不行。有可能睡一觉就算完了，实在不行，睡两觉。
如果上千原子，可能选择余地就不大了，还得mm94。

别的一些建议：建模的时候，就尽量让其结构合理些。可以先用xtb优化以后，再用懒人脚本，大概率能节省一些时间。

sobereva · 发表于 Post on 2023-5-31 03:46:41

最好给出具体结构，或者如果需要保密，给出一个高度类似体系的结构
不同的分子往往有不同的最适合的处理方法，泛泛地说很难有针对性，有些特殊的技巧更是对于特定特征的分子才能用

Geocmpt · 发表于 Post on 2023-5-31 14:52:46

牧生发表于 2023-5-30 22:45
我目前最多算过300原子的左右的，碳氢氧氮硫为主的化合物，睡一觉就算完了。

有个好一点的cpu，比如13 ...

谢谢您。我用的64核机子，试着没有直接用懒人脚本。首先自己手动xtb优化，然后ORCA继续优化，算不动，所以还是放弃了硬算的念头，转投了mmff94。

slxc920113 · 发表于 Post on 2023-6-1 00:34:15

你这个最开始的结构本身合理性就不高，直接优化很容易出问题。我之前帮你算过一次，流程是这样的：先用MMFF94电荷，GAFF力场做结构优化，然后换到XTB做结构优化，再换到ORCA用B97-3c做结构优化，最后用优化的结构计算AM1-BCC电荷（这一步基本没啥成本）。RESP电荷你就别指望了，我最近在写一个自动切片算法，未来有可能解决大体系的RESP电荷计算问题（仅限于中性体系，分片无法自动识别离子官能团）。

Geocmpt · 发表于 Post on 2023-6-2 09:34:10

slxc920113 发表于 2023-6-1 00:34
你这个最开始的结构本身合理性就不高，直接优化很容易出问题。我之前帮你算过一次，流程是这样的：先用MMFF ...

谢谢您的解答，很好。

七尺贱 · 发表于 Post on 2023-6-2 10:23:57

Geocmpt 发表于 2023-5-31 14:52
谢谢您。我用的64核机子，试着没有直接用懒人脚本。首先自己手动xtb优化，然后ORCA继续优化，算不动，所 ...

我算过大环分子和富勒烯结合的体系，400个原子，我是算的动的，就是得好几天，因为服务器比较多，所以等得起

somacule · 发表于 Post on 2023-7-7 15:14:01

slxc920113 发表于 2023-6-1 00:34
你这个最开始的结构本身合理性就不高，直接优化很容易出问题。我之前帮你算过一次，流程是这样的：先用MMFF ...

谢谢您的解答。还想请问一下，如果用MD之后的一帧的结构，不再优化，而是直接进行电荷的计算，是否可行呢

slxc920113 · 发表于 Post on 2023-7-7 15:33:18

本帖最后由 slxc920113 于 2023-7-7 15:35 编辑

somacule 发表于 2023-7-7 15:14
谢谢您的解答。还想请问一下，如果用MD之后的一帧的结构，不再优化，而是直接进行电荷的计算，是否可行呢

直接用MD的结构肯定是不会特别准，但是也不至于定性错误。因为需要平衡结构，你用最后一帧的结构引入了温度导致的振动微扰了，还需要做一下极小化（结构优化）才行。

somacule · 发表于 Post on 2023-7-7 16:40:14

slxc920113 发表于 2023-7-7 15:33
直接用MD的结构肯定是不会特别准，但是也不至于定性错误。因为需要平衡结构，你用最后一帧的结构引入了温 ...

理解了，谢谢！

oorangew · 发表于 Post on 2025-5-30 16:22:44

牧生发表于 2023-5-30 22:45
我目前最多算过300原子的左右的，碳氢氧氮硫为主的化合物，睡一觉就算完了。

有个好一点的cpu，比如13 ...

老师你好，如果是碳氢氧为主的上千原子的木质素分子（结构也比较复杂）的优化有什么建议呢？分子大部分是苯环，木质素分子结构类似帖子中的贴图一，帖子链接：http://bbs.keinsci.com/thread-53626-1-1.html。后续是想用sobtop生成GAFF力场的拓扑，调用openbabel产生MMFF94电荷。
我目前的步骤是用MS建模之后用其的forcite中的compass II力场优化了一下之后得到pdb后，用openbabel转成mol2文件，就使用sobtop产生了MMFF94电荷的拓扑文件。
这样的步骤是否不得行？请老师指教

牧生 · 发表于 Post on 2025-5-30 16:53:51

oorangew 发表于 2025-5-30 16:22
老师你好，如果是碳氢氧为主的上千原子的木质素分子（结构也比较复杂）的优化有什么建议呢？分子大部分是 ...

用软件画好分子结构式以后，存为mol2格式，直接用sobtop调用openbabel就可以得到MMFF94电荷，不需要预先进行优化的。

http://sobereva.com/soft/Sobtop/

就直接用MMFF94原子电荷，它只适合有机体系，且只依赖于原子间连接关系经验性地得到原子电荷（也因此不受输入文件里聚合物构象的影响，没有构象依赖性在某种程度上算是一个优点）

复制代码

oorangew · 发表于 Post on 2025-5-30 17:27:27

牧生发表于 2025-5-30 16:53
用软件画好分子结构式以后，存为mol2格式，直接用sobtop调用openbabel就可以得到MMFF94电荷，不需要预先 ...

好的好的，感谢老师回复

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[综合交流] 柔性有机大分子(>500atom)原子电荷计算问题

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