Моделирование супрамолекулярных систем

[Nbveh]

Здравствуйте.
Столкнулся с проблемой молекулярного моделирования - большое количество атомов в молекуле, а следовательно и базисных функций. Имею дело с комплексами - органическими молекулами (всего 978 атомов вместе с водородами). Отдельные молекулы считал в STO-3G, общий комплекс собирал с помощью молекулярной механики. Хотел посчитать хотябы в полуэмперике (пробовал не берет). Посоветуйте пожалуйста кто сталкивался с такой же поблемой как ее решить. Результат по моемому будет не совсем адекватным при моделировании с помощью мол. мех., потому что мол. мех. ввыворачивала молекулы совсем неправильно и неэперика потом долго пыхтела, чтобы выровнить молекулы правильно. Все молекулы ароматические, поэтому требует учета кольцевых токов, а мол. мех. этого не даст. Отсюда возникает вопрос достоверности подобных расчетов.
Вопросы по существу:
1) Есть ли специальные программы для расчета подобных систем?
2) Если нет то, как с помощью стандартных кв. хим. программ осуществить подобные расчеты (методика)?

[Quinolin'ka]

Насколько я вдавалась в вопрос квантово-химических расчётов и спрашивала советов умных людей, то могу сказать, что лучше считать полуэмпирикой. Например, в МОPAC РМ6. А так, молекула очень большая, эмпирикой будете считать очень-очень долго.

[starless]

Все молекулы ароматические, поэтому требует учета кольцевых токов, а мол. мех. этого не даст.

Ароматических молекул много и они разные. Вы хотя бы уточните, имеете вы дело с аннуленами, с порфиринами либо с какой-нибудь полиароматикой типа нанотрубок. Полиароматику и нанотрубки в частности считают молмеханикой, для других систем надо смотреть, существуют ли специализированные силовые поля. И ещё, конечно, необходимо яётко сформулировать, какой результат вы хотите получить, а то вы говорите "считать молекулы", это ни о чём на самом деле.

[Nbveh]

Под считать молекулы имел в виду оптимизацию геометрии. Полиароматика в комплексах с фуллеренами - поконкретнее будет.

[sanya1024]

STO-3G -- это несерьезно.
Вариант 1. Соптимизировать отдельные молекулы минимально приличным методом (B3LYP/6-31G(d)), собрать их в комплекс в мол. механике (при этом внутреннюю геометрию компонентов жестко прошить: длины связей и углы равные соптимизированным, силовые константы запредельно высокие). Лучше всего взять силовое поле, параметризованное не под биохимию, а какое-то более универсальное. При этом останутся только межмол. взаимодействия: электростатика и дисперсия. Всяких групп, образующих водородные связи, нет? тогда это абсолютно безопасно.
Вариант 2. Так же соптимизировать отдельные молекулы, как в Варианте 1, но затем из них сгенерировать EFP2 (процедура подробно описана в мануале GAMESS-US). Затем оптимизировать комплекс, состоящий из EFP (жесткие фрагменты, меняется только межмолекулярная геометрия). Проблема может быть в том, что генерирование EFP2 для фуллерена может занять больше недели на квадре.
Вариант 3. Начать как в варианте 1. Затем жестко зафиксировать внутреннюю геометрию компонентов и оптимизировать комплекс в каком-либо варианте DFT-D (Орка, Гамесс). Честно говоря, я сходу не знаю как фиксировать внутреннюю геометрию в неэмпирических программах. Можно отдельно народ поспрашивать. Этот способ самый тяжелый, т.к. все равно на каждом шагу требует ССП расчета. Первые два способа -- практически классическая механика.

[amge]

Хотел посчитать хотябы в полуэмперике (пробовал не берет).

Какую программу использовали? Попробуйте MOPAC2009 с ключевым словом MOZYME.

[Nbveh]

Интересные варианты надо попробовать. STO-3G - пока промежуточный, потом хотел уточнять, но для начала проверил как в общем расчет идет. Не шел. Теперь попробую вариант 1. Водородных связей нет.

[Yurii]

Вообще говоря, для полуэмпирики и 1500 тяжелых атомов - не проблема (с довольно скромным запросом к конфигурации железа): я здесь выкладывал свою статью с расчетом молекулярной системы именно с таким количеством атомов.

[Nbveh]

Кинте ссылочку пожалуйста на свою статью

[Yurii]

Кинте ссылочку пожалуйста на свою статью

Статья:
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ БОЛЬШИХ МОЛЕКУЛ
III.* ЛОКАЛЬНЫЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ В СТРУКТУРЕ 2D ПОЛИМЕРОВ С60(XII) И С60(VIII)

giant3.pdf

Дело давнее: уже подзабыл. Расчет кластера C1500, аналогичный изображенному на рис. 1 (ромбоэдрическая форма, 25 "шариков"), в статью не вошел.

[Yurii]

Здесь

russian.rar

объяснено, почему можно считать такие большие системы при весьма скромных требованиях к железу.
Можете улучшить мои результаты, заработав при этом 5000 баксов:
http://software.intel.com/ru-ru/forums/ISN-VIP-members/
Для просмотра этой темы необходимо зарегистрироваться, т.к. она для VIP персон: при регистрации и входе на форум часть сообщений будет доступна. Да, регистрация на сайте Intel - дело несложное.

[sanya1024]

Я не очень знакома с современными вариантами полуэмпирики, но по-моему, ПЭ, параметризованной специально под межмол. (дисперсионные) взаимодействия, нет. А обычная ПЭ геометрию межмолекулярных комплексов передает довольно плохо. Даже ММ подход работает лучше.

[Yurii]

Дело давнее: уже подзабыл. Расчет кластера C1500, аналогичный изображенному на рис. 1 (ромбоэдрическая форма, 25 "шариков"), в статью не вошел.

Статья у меня для C1500 существует, правда не для ромбоэдрической формы:

giant2.pdf

Мой нынешниий рекорд на новом четырехядерном 32 нм. проце с частотой 3,4 ГГц (использование при программировании на уровне ассемблера новых команд AVX позволило увеличить скорость операций BLAS Level 3 [например, перемножение матриц] чуть ли не в 2 раза) с рейдом из 4-х хардов SATA3 (зверь, а не рейд: на MP2 временной выигрыш при расчете спектров фантастический) и с 16 гигами памяти превышает данный размер (C1500) в несколько раз.
В то время симметрия в моей квантовохимической программе еще не была реализована: это сейчас у меня задействована симметрия вплоть до Ih и даже используется параметр LowSymm, аналогичный параметру в гауссиан.