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[综合交流] 柔性分子 ECD计算时的构象筛选与计算流程优化求助

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我在计算一个具有两个手性中心的柔性分子(50个原子)时,分别针对其1R2S,1S2S两种构型进行了理论ECD光谱的计算,采用的方法都是参照使用Molclus结合xtb做的动力学模拟对瑞德西韦(Remdesivir)做构象搜索一文中的方法,只是参数做了调整。但是这对我的两个分析对象都采用了一样的动力学条件(temp=600,time=500,这里用较高的温度是之前算另一个柔性分析时因为给的温度不够高所以有一个键没有成功转过去,所以这里也用了较高的温度),用xtb调用gfn0,gfn2进行一样的优化,且能量去重阈值和结构去重阈值也用的是一样的(0.25,0.1),但是最终在经过gfn2优化后经去重(均为0.5,0.5),一个在9kcal/mol内得到了75个构象,一个在8kcal/mol内得到了130个构象。尽管这个构象数目差异比较大,但因为二者并不是对映异构体,故我还是猜想构象上存在这样的差异也算正常,所以就继续正常计算了,经过gaussian和orca结构优化和振动分析后得到的计算ECD光谱实际上也和实验光谱比较贴合,后面用类似的思路得到了计算VCD光谱,和实验光谱也有一定的相似度但是可能需要进一步的优化尝试。故我认为我计算流程应该是合理的,本来主要想去针对VCD的情况进一步尝试更全面的构象搜索提高VCD光谱质量。
但是我的老师一直想要我去缩短计算的流程,认为算一百多个还是太费时了,想要我进一步提高计算速度。认为如果算一个分子的ECD光谱要这么久那我这个研究就没什么意义,但我原本认为针对一个原本没人算过的分子,去算出来一个和实验光谱较为贴合的结果,分析各个玻尔兹曼分布在1%以上的构象的相互作用力,然后考察一下不同泛函和基组下算出的ECD光谱有什么区别,应该还是有一点意义的。
因为我们课题组之前没有人做过这方面的内容,老师也不了解这方面。我算是第一个做这些的,我的课题又主要是对几个柔性分子进行手性光谱学分析。故我查了几篇手性光谱学相关方向的硕士生毕业论文,想从中获取思路。在计算圆二色光谱这方面,他们主要考察的是用不同的泛函和基组进行结构优化振动分析,或者用不同的泛函和基组算激发态再对比考察。所以我也想沿用这样的思路再加上一些分子内弱相互作用力分析的部分。
但是我老师一直和我强调速度上的问题和计算流程的优化,认为我应该想办法去对计算流程做修改,但是我实在不知道流程上能怎么改了,所以我只能尝试去提高速度。
我有两个思路。
1.     通过调整最后保留相对能量那里入手。想选择一个小一点且合理的相对能量,让纳入计算的构象少一点并且结果仍是合理的。
我记录了最后筛出来的玻尔兹曼分布在1%以上的构象对应的能量,并在gaussian和orca优化后得到的isomers.xyz文件里进行了搜索,发现对于1R2S那个结构而言,我最后得到的占比最高的构象在isomers.xyz文件里排69,也就是之前选择9kcal/mol内的75个构象还是算合理的;但是对于1S2S那个结构而言,玻尔兹曼分布大于1%的都排在isomers.xyz文件的前70个,也就是后60个实际上可以不被纳入计算,而前70个对应3kcal/mol左右。而且1S2S对应的构象多那么多主要是前面DE在1kcal/mol内的就有28个,而1R2S在1kcal/mol内的只有四个。
我想问的主要就是:
在GFN2-xTB在GBSA模型下给出相对能量后,保留相对能量进行下一步计算理论上可能确实是越大越好,但是如果想兼顾计算速度可能就要选择一个相对合理的数值,但是这个数值的选择怎样才是合理或者说有说服力的,就像这里的1S2S似乎选到3kcal/mol就可以了,但是1R2S得选到7kcal/mol。如果想要针对同一个分子不同的构型这个数值都很难统一,其实都放大到7或者8大概率是能算出比较好的结果,但是如果想让纳入计算的少一点,保留一样的较小的相对能量,这个相对能量似乎很难得到一个好解释的合理的值。就如果只说1R2S用7,1S2S用3,我不知道该怎么和我的老师解释为什么这个能量差别这么大。
还是说选择数值的时候要比较灵活,要综合相对能量的数值和范围内的构象个数进行考虑呢?
2.     如果说在保留相对能量进行下一步计算这里不好解释为什么存在这么大的差异,我是否应该在用xtb调用gfn0,gfn2进行一样的优化时,调整能量去重阈值和结构去重阈值,比如说把两次都调成0.5,0.5进行筛选。
3.我原本的研究思路是:计算得到和实验光谱接近的ECD和VCD光谱,分析各个玻尔兹曼分布在1%以上的构象的分子内弱相互作用力,然后考察一下不同泛函和基组下算出的ECD光谱有什么区别。我也想问问大家我这样的思路是否是合适的.
想麻烦大家给我提一些建议,非常感谢大家了。

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