如何判断QM-cluster的模型选择是否合理？

溪临昭煌 · 发表于 Post on 2023-7-10 16:09:49

各位老师好，我想使用QM-cluster进行反应路径的计算，但是在过渡态优化的步骤总是无法优化出符合预期的过渡态。考虑了很多因素，也查阅了大量文献，发现模型的选择也会影响后续的流程。因此请教各位老师，如何判断自己的模型选择是否合理呢，有没有什么奇妙的方法或者特征可以用来帮助选择模型或者尽早判断模型的合理性呢？

P.S.我的簇模型是选择了距离底物5A以内的所有氨基酸，然后根据自己的直觉删除了一些感觉没用的氨基酸获得的

wzkchem5 · 发表于 Post on 2023-7-10 16:29:06

先考虑一下你预期这个过渡态会不会预期错了。我觉得如果QM cluster选到5埃了，不太可能因为cluster不够大导致定性错误

溪临昭煌 · 发表于 Post on 2023-7-10 17:52:08

wzkchem5 发表于 2023-7-10 16:29
先考虑一下你预期这个过渡态会不会预期错了。我觉得如果QM cluster选到5埃了，不太可能因为cluster不够大导 ...

谢谢老师的回复。我预期的过渡态是别人之前用QM/MM方法得到的，只是我用cluster无法优化出来。而且趁着这次问题想顺带了解一些关于模型选择的知识，因为现在怀疑是我删除的那些氨基酸导致了这个问题

wzkchem5 · 发表于 Post on 2023-7-10 19:24:31

溪临昭煌发表于 2023-7-10 10:52
谢谢老师的回复。我预期的过渡态是别人之前用QM/MM方法得到的，只是我用cluster无法优化出来。而且趁着这 ...

简单来说就是，和反应中心直接形成氢键的残基一般必须选进来，因为MM描述氢键描述不太准。只有范德华、静电等贡献的残基一般不用选，因为MM也能描述得比较准；除非做精度很高的计算（例如DLPNO-CCSD(T)计算），那或许还可以考虑选一两个。
此外有一些方法可以进一步验证QM区选择是否合理，最靠谱的就是不断增大QM区、算活化能，等到活化能的变化小于你需要的误差范围了就是QM区够大了；如果算这么多活化能吃不消，那也可以改成算起来更快的一些量，例如反应复合物里关键原子的电荷、自旋密度等。
参见Phys. Chem. Chem. Phys., 2020, 22, 8699--8712

agent99 · 发表于 Post on 2023-7-11 00:14:42

团簇模型找不到和QM/MM对应的过渡态的话，可能是有些基团需要固定住

sobereva · 发表于 Post on 2023-7-11 12:13:54

多看看簇模型研究类似问题的文献里的模型，心里自然会更有数：
Acc. Chem. Res. 2023, 56, 938−947
J. Am. Chem. Soc., 2017, 139 (20), pp 6780–6786

溪临昭煌 · 发表于 Post on 2023-7-13 09:41:44

wzkchem5 发表于 2023-7-10 19:24
简单来说就是，和反应中心直接形成氢键的残基一般必须选进来，因为MM描述氢键描述不太准。只有范德华、静 ...

谢谢老师提供的思路，我去试一下

溪临昭煌 · 发表于 Post on 2023-7-13 09:42:22

agent99 发表于 2023-7-11 00:14
团簇模型找不到和QM/MM对应的过渡态的话，可能是有些基团需要固定住

谢谢老师，感觉问题太多，新人没经验不知道怎么排查

溪临昭煌 · 发表于 Post on 2023-7-13 09:43:29

sobereva 发表于 2023-7-11 12:13
多看看簇模型研究类似问题的文献里的模型，心里自然会更有数：
Acc. Chem. Res. 2023, 56, 938−947
...

谢谢sob老师提供的资料，我去学习一下

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