关于应用柔性扫描做构象搜索的一些疑惑

小强 · 发表于 Post on 2017-6-8 21:06:03

背景：以下化合物的1H NMR谱图中出现了明显的两组峰，推测是由于该化合物中某单键的旋转而导致，现想结合计算对该现象进行解释。ps: 有该化合物的单晶数据。

思路： 1. 以单晶结构为初猜进行结构优化，然后再对上述图中描述的5个二面角分别做柔性扫面，然后从每一个二面角扫面曲线中选取能量较低的构象做进一步优化及单点计算，最后进
            行比较得出能量最低的两种构象，认为是核磁检测到的构象。
      2. 找出上述5个基团旋转的过渡态，计算其能垒，认为核磁谱中的两组峰是由能垒较高的基团旋转导致的。

针对上述思路，我有几个问题想请问下各位老师和同学，先谢谢大家了！

1. 分别对二面角进行柔性扫描，然后优化比较单点得出能量最低的构象的方法可行吗？倒是查了相关文献，还真没看到有用这种方法寻找最稳定构象的。直觉告诉我，这方法不行，因为该化合物的能量是受5个基团的位置同时影响，应该不能通过单独扫面的方式来获得能量最小的构象。但是，我不知道自己这么理解对不对，还麻烦大家给指点下。(ps:我了解到可以用柔性扫描程序完成这工作，只是为了知道这想法的对与错)
2.  上述把能量最低的构象作为核磁检测的构象是否可行？
3.  上述思路2是否可行？

sobereva · 发表于 Post on 2017-6-8 23:32:01

要用自由能来比较，因为这与波尔兹曼分布直接联系
根据Boltzmann分布计算分子不同构象所占比例
http://sobereva.com/165

效率高又准确，也非常方便的构象搜索方式参考
gentor：扫描方式做分子构象搜索的便捷工具
http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2388

一次只扫描一个二面角显然不行。

当有基团可以很容易地旋转从而令构象快速变化，只考虑一个构象显然不行，因为NMR此时得到的是平均的信号。但是如果为了省事只想考虑一个，那就用自由能最低的构象。

小强 · 发表于 Post on 2017-6-9 10:59:51

sobereva 发表于 2017-6-8 23:32
要用自由能来比较，因为这与波尔兹曼分布直接联系
根据Boltzmann分布计算分子不同构象所占比例
http://so ...

谢谢老师解答，这会思路更清晰点了，我再研究研究。

airyang · 发表于 Post on 2017-6-9 19:26:12

我觉得如果盲目枚举法扫构型，省心但是总是缺了点儿化学概念。

如果能确定是哪个位置的氢，扫描时候你可以省事儿些，重点考虑那个氢周围的旋转，比如苯环扭转导致屏蔽或者去屏蔽。

你的化合物有两个芳环，可能就会有类似上面这个文献截图的情况。而且因为有俩芳香环，最后算能量时候，要选能描述弱相互作用的方法，要不然可能算出来的分布对不上实验数据。

小强 · 发表于 Post on 2017-6-9 20:49:07

airyang 发表于 2017-6-9 19:26
我觉得如果盲目枚举法扫构型，省心但是总是缺了点儿化学概念。

如果能确定是哪个位置的氢，扫描时候你可 ...

谢谢回复！之所以有这想法，是因为从谱图上来看，很多基团的氢均存在两组峰，比如说苯环的氢，丙基的氢，胺基氢；不好确定这到底是因为哪个基团的旋转或者哪几个基团旋转而导致的，所以才想到尝试构象搜索寻找能量最小点结构的方法。不过你贴的文献给了我一些启发，我好好看看。再次谢谢你！

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