gaussian конформационный поиск

вопросы строения молекул и квантовой химии
khia
Сообщения: 2
Зарегистрирован: Вс фев 19, 2012 9:00 pm

gaussian конформационный поиск

Сообщение khia » Вс фев 19, 2012 9:13 pm

У меня есть молекула SnTPP(OH)2, мне нужно найти все его конформации в gaussian. Просьба, опишите подробный алгоритм дейтвий.

Аватара пользователя
amge
Сообщения: 2021
Зарегистрирован: Вт июл 31, 2007 11:42 am

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение amge » Пн фев 20, 2012 7:32 am

Что такое SnTPP(OH)2?
Все конформации найти невозможно, их бесконечное множество. Речь идет о стабильных конформациях (конформерах)?
Гауссиан не поможет Вам найти конформеры, он для этого не предназначен. Но Вы можете вручную или с помощью других программ генерировать начальные приближения конформеров и затем дооптимизировать их стркутуру гауссианом.

khia
Сообщения: 2
Зарегистрирован: Вс фев 19, 2012 9:00 pm

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение khia » Пн фев 20, 2012 12:19 pm

Хорошо, а как их генерировать, в какой программе ? =)


Аватара пользователя
amge
Сообщения: 2021
Зарегистрирован: Вт июл 31, 2007 11:42 am

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение amge » Пн фев 20, 2012 1:15 pm

Можно и OMEGA, если удастся получить лицензию, но мне лично она не понравилась. Для начала рекомендовал бы попробовать Frog2 - это проще всего. Если интересуют мои впечатления о некоторых других генераторах конформеров, то они здесь.

starless

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение starless » Пн фев 20, 2012 1:19 pm

А вы когда в последний раз омегой пользовались? Там с каждой новой версией плюшек всё больше и больше, включая перебор конформаций циклов, а число выводимых конформеров сильно зависит от параметров запуска. Есть ещё классические коммерческие генераторы Concord и CORINA, для второй можно получить бесплатную тестовую лицензию.

starless

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение starless » Пн апр 23, 2012 12:43 am

Общей темы по конформационному поиску вроде нет, так что пишу сюда. Вот свежая статья для любителей свободного софта и генерации конформеров:

Код: Выделить всё

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ci2004658

Аватара пользователя
amge
Сообщения: 2021
Зарегистрирован: Вт июл 31, 2007 11:42 am

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение amge » Пн апр 23, 2012 10:50 am

starless писал(а):Вот свежая статья для любителей свободного софта и генерации конформеров
starless, большое спасибо! Это как раз для меня :). Статья сильно полезная. Они там хвалят RDKit, про который я, к своему стыду, не знал. Но зря не проверили Tinker scan - этот генератор в некоторых случаях (например, для макроциклов) просто очень хорош. Полезность статьи еще и в том, что проведено сравнение генераторов, можно почитать и выбрать, что лучше подходит для конкретной модели. А то смотрю литературу - люди зачастую пользуются чем попало. Даже проверил некоторые случаи (rosmaridiphenol, isosclerone, ibuprofen) и каждый раз находил пропущенные конформеры.

Аватара пользователя
sanya1024
Сообщения: 1668
Зарегистрирован: Чт янв 20, 2011 3:24 pm

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение sanya1024 » Пн апр 23, 2012 11:17 am

Большое спасибо! я еще посмотреть толком не успела -- только вернулась с конференции, -- но буду изучать. Крауны -- настоящая проверка прочности для всех программ конформационного поиска :)
Вот и вся моя работа. Стеречь ребят над пропастью во ржи. (Дж. Д. Сэлинджер)

Аватара пользователя
amge
Сообщения: 2021
Зарегистрирован: Вт июл 31, 2007 11:42 am

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение amge » Пн апр 23, 2012 11:47 am

sanya1024 писал(а):Крауны -- настоящая проверка прочности для всех программ конформационного поиска :)
Истинно так! Я бы даже сказал - страшный сон, кошмар. Самые простые случаи - еще можно, но уже для 18-краун-6 тинкер нашел мне 40 тыс. (!) конформеров. Что с ними делать - ума не приложу. Мой обычный подход для таких объектов трещит по швам.

Аватара пользователя
sanya1024
Сообщения: 1668
Зарегистрирован: Чт янв 20, 2011 3:24 pm

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение sanya1024 » Вт апр 24, 2012 1:11 am

вот в том-то и проблема. Либо считать квантовохимически все 40 тыс., либо забить на систематический поиск. Потому что если отбирать наиболее низколежащие -- то попадание/непопадание того или иного конформера в список избранных зависит от силового поля. Каждое поле врет по-своему. Иногда даже парочка самых-самых стабильных конформеров 18-краун-6, к-рые в DFT, MP2 и рентгене конкурируют только друг с другом, в некоторых силовых полях оказывается "за гранью".
Либо надо придумать параметризацию силовых полей специально под гибкие макроциклы.
Вот и вся моя работа. Стеречь ребят над пропастью во ржи. (Дж. Д. Сэлинджер)

Аватара пользователя
amge
Сообщения: 2021
Зарегистрирован: Вт июл 31, 2007 11:42 am

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение amge » Вт апр 24, 2012 8:19 am

sanya1024 писал(а):попадание/непопадание того или иного конформера в список избранных зависит от силового поля. Каждое поле врет по-своему.
Это точно! Сейчас я как раз тренируюсь, пытаясь найти быстрый метод (силовое поле или полуэмпирика), который дал бы результат, похожий на то что дает DFT. Пока в качестве "быстрых методов" попробовал MM2 и MMFF94 (тинкер), RM1 (мопак) и QM (природа11). Тестовый объект - 12-краун-4 (порядка сотни конформеров). Сравнивал (по коэффициентам корреляции) энергии DFT-оптимизированных структур с энергиями структур, оптимизированных быстрым методом. Последних две разновидности: энергия самого метода и энергия single point DFT. Результаты таковы:

Код: Выделить всё

r of Fast Method (FM) vs. DFT energy

 FM    | FM vs. DFT | FM SP-DFT vs. DFT
---------------------------------------
MM2    |  0.44      |  0.50            
MMFF94 |  0.58      |  0.90            
RM1    |  0.05      |  0.67            
QM     |  0.77      |  0.93            
Т.е. MM2 и RM1 не работают. Лучше всех лайковская полуэмпирика (QM).
Алгоритм действий может быть таким: найденные конформеры оптимизировать Природой-11, в нулевом приближении этим ограничиться. Но лучше для каждого из них сделать single point DFT. Другой приемлимый вариант - для конформеров, генерированных с использованием силового поля MMFF94 (многие генераторы это умеют), сделать single point DFT.
Отмечу еще самый стабильный конформер (структура симметрии S4) получается также самым стабильным у MMFF94 и QM и не получается у MM2 и RM1.

YuraM
Сообщения: 459
Зарегистрирован: Пн ноя 26, 2007 11:07 pm

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение YuraM » Вт апр 24, 2012 12:15 pm

Ребят, я что-то отстал от обсуждений конф. поиска - мало читал. Но вот вопрос - как много программ из перечисленных (в т. ч. в вышеприведенной статье) позволяют работать с комплексами переходных металлов?

Из софта для конф. поиска кот я использовал могу посоветовать PCModel, Spartan или SCAN (Tinker). Вообще мне думается что лишь несколько людей нуждаются в наистабильнейшей конформации, для обычных людей кон-ции кот в пределах 1-1,5 ккал/моль от наистабильнейшей - вполне приемлемая точность.
Кто смел тот и съел

Аватара пользователя
amge
Сообщения: 2021
Зарегистрирован: Вт июл 31, 2007 11:42 am

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение amge » Вт апр 24, 2012 1:42 pm

YuraM писал(а):как много программ из перечисленных (в т. ч. в вышеприведенной статье) позволяют работать с комплексами переходных металлов?
Из вышеприведенной статьи - никто (за возможным исключением упоминавшегося там коммерческого генератора, возможностей которого я не знаю). Можете попробовать генератор из Marvin'а: он на дрейдинговском силовом поле и ему по барабану, переходный там металл или щелочной. Но ни получившимся геометриям, ни тем более энергиям доверять нельзя, после этого генератора обязателен этап оптимизации получившихся конформеров хорошей квантовой химией.
YuraM писал(а):Вообще мне думается что лишь несколько людей нуждаются в наистабильнейшей конформации, для обычных людей кон-ции кот в пределах 1-1,5 ккал/моль от наистабильнейшей - вполне приемлемая точность.
Здесь Вы ошибаетесь. 1-1,5 ккал/моль - это достаточно много, в терминах больцмановской заселенности это лишь 20-10%. Кроме того, пока нет исчерпывающего конформационного поиска, где гарантия, что ошиблись на 1-1.5, а не на 10-15 ккал/моль?

Позвольте продемонстрировать на работе по определению абсолютной конфигурации изосклерона [Eur. J. Org. Chem., 2011, 5564-5570, DOI: 10.1002/ejoc.201100941].

Код: Выделить всё

A 	 0.0 	 -17.50 
B 	 0.32 	 67.92 
C 	 1.03 	 95.72 
D 	 1.48 	 17.72
В этой табличке 2-я колонка - энергии конформеров в ккал/моль, 3-я - их рассчитанные углы вращения. Углы вращения усредняли по Больцману (получили 21.8 ) и сравнивали с экспериментальным значением. Получилось хорошо. Но представьте, что было бы, если бы упустили самый стабильный конформер? Цифра изменилась бы в 3 раза и хорошо не получилось бы. А если бы упустили второй по стабильность конформер, то и вовсе получили бы противоположный знак.

Аналогично с ЯМР, могу привести массу примеров, когда строение именно самого стабильного конформера определяет ключевые параметры спектра.

Аватара пользователя
sanya1024
Сообщения: 1668
Зарегистрирован: Чт янв 20, 2011 3:24 pm

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение sanya1024 » Ср апр 25, 2012 12:40 am

amge, спасибо за замечательное исследование!
И насчет корреляции конформации с ЯМР-спектром тоже чистая правда. Иногда даже можно конформеры по спектрам различить, если они не слишком быстро переходят друг в друга. Более того, я занималась случаями, когда конформация краун-эфира (точнее, его комплекса с металлом) существенно влияла на УФ спектр присобаченного к крауну заместителя.
Я сейчас крауны оставила (надоели!), выходят только совместные с экспериментаторами статьи по старому материалу. И не в последнюю очередь оставила потому, что угадать наиболее стабильную конформацию крауна нельзя. Максимум -- можно ориентироваться на рентген родственных макроциклов, и то не всегда. А если краун новый, еще не исследованный, и рентгена нет... остается только ждать рентгена.
Вот и вся моя работа. Стеречь ребят над пропастью во ржи. (Дж. Д. Сэлинджер)

Аватара пользователя
ИСН
Робин Гуд
Сообщения: 8531
Зарегистрирован: Пт окт 10, 2003 5:32 pm
Контактная информация:

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение ИСН » Ср апр 25, 2012 10:37 am

...а потом придут рентгены, пять штук сразу, и все разные. Как хочет, так и складывается.

Аватара пользователя
sanya1024
Сообщения: 1668
Зарегистрирован: Чт янв 20, 2011 3:24 pm

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение sanya1024 » Чт апр 26, 2012 3:14 am

И так бывает. Но тогда эти 5 рентгенов обычно укладываются где-то в 1.5-ккал/мольный интервал. А если кто не укладывается -- значит, на это у него есть веские причины типа сильного межмол. взаимодействия.
Вот и вся моя работа. Стеречь ребят над пропастью во ржи. (Дж. Д. Сэлинджер)

Аватара пользователя
sanya1024
Сообщения: 1668
Зарегистрирован: Чт янв 20, 2011 3:24 pm

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение sanya1024 » Пт апр 27, 2012 12:10 am

Вот по этой ссылке

Код: Выделить всё

http://limor1.nioch.nsc.ru/quant/conformers/crown/15c5-NPh/
увидела буквальное подтверждение своим словам. Все конформеры фенилаза-15-краун-5, к-рые мне попадались в рентгене, оказались в нижнем "кластере" -- с энергией до 1.5 ккал/моль. Правда, в этом кластере оказались и те структуры, что в рентгене не наблюдались. Но скорее всего, просто рентгеновских данных маловато, или они наблюдаются в жидкой фазе. Но чтобы это увидеть, amge сделал исчерпывающий поиск (3800 конформеров)! А сколько их будет в случае крауна побольше?
Вот и вся моя работа. Стеречь ребят над пропастью во ржи. (Дж. Д. Сэлинджер)

Аватара пользователя
surius
Сообщения: 1485
Зарегистрирован: Пт сен 21, 2007 11:20 am

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение surius » Чт май 31, 2012 2:58 am

sanya1024 писал(а): Более того, я занималась случаями, когда конформация краун-эфира (точнее, его комплекса с металлом) существенно влияла на УФ спектр присобаченного к крауну заместителя.
Я сейчас крауны оставила (надоели!), выходят только совместные с экспериментаторами статьи по старому материалу. И не в последнюю очередь оставила потому, что угадать наиболее стабильную конформацию крауна нельзя.
sanya, а не могли бы вы по-подробнее расказать об оном влиянии. как оно там все происходит. я так понимаю вы на все это смотрели с 
расчетной "колокольни". для каких объектов наблюдался сдвиг, какие метллы были в крауне? И да, сдвиг в УФ был за счет 
"присобаченного заместителя" или может быть как-нибудь метал вовлекался (непосредственно)? А может у вас есть что-нибудь опубликованное на эту тему? 
В общем буду рад любой информации.

Заранее спасибо
"Bite my shiny metal ass"
Bender

Аватара пользователя
sanya1024
Сообщения: 1668
Зарегистрирован: Чт янв 20, 2011 3:24 pm

Re: gaussian конформационный поиск

Сообщение sanya1024 » Пт июн 01, 2012 5:16 pm

surius писал(а): sanya, а не могли бы вы по-подробнее расказать об оном влиянии. как оно там все происходит. я так понимаю вы на все это смотрели с 
расчетной "колокольни". для каких объектов наблюдался сдвиг, какие метллы были в крауне? И да, сдвиг в УФ был за счет 
"присобаченного заместителя" или может быть как-нибудь метал вовлекался (непосредственно)? А может у вас есть что-нибудь опубликованное на эту тему? 
Из публикаций:
r10_in02(0031).pdf
22778_fta.pdf
Короче, идея такая: имеется азакраун-эфир. К азоту присобачен хромофор (работающий в видимой области). В свободном состоянии, без металла -- азакраун-эфирный фрагмент ведет себя просто как аминогруппа (для моделирования спектра хромофора его вообще можно безболезненно отрезать и оставить NMe2 -- результат будет одинаковым). Если в крауне сидит катион (у нас -- щелочной или щелочноземельный), азот координируется к нему и выключается из сопряжения с хромофором. Как если бы аминогруппа протонировалась. Т.е., эффект достаточно очевидный. Может быть, если засунуть переходный металл (и взять краун, где все гетероатомы -- азоты), можно получить и переходы с участием металла.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Вот и вся моя работа. Стеречь ребят над пропастью во ржи. (Дж. Д. Сэлинджер)

Ответить

Вернуться в «квантовая химия и моделирование»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 15 гостей