Cеми-эмпирические вычисления: Mopac

    I. Cтруктуры молекулы после обработки obgen и оптимизация её с помощью Mopac.

    На основе описания порфирина (c1cc2cc3ccc(cc4ccc(cc5ccc(cc1n2)[nH]5)n4)[nH]3) c помощью программы из babel можно построить 3D структуру:

    obgen 1.smi > 1.mol
    С помощью PyMol удаляем ненужные водороды и сохраняем результат с расширением pdb. С помощью babel переформатируем координаты в mol формате во входной файл для Mopac. 
    babel -ipdb 1.pdb -omop  1_opt.mop -xk "PM6"
    MOPAC2009.exe 1_opt.mop
    Для последующего сравнение переформатируем результат 1_opt.out в pdb: 
    babel -imopout 1_opt.out -opdb 1_opt.pdb
    Аналогично проведем оптимизацию с параметризацией AM1: 
    babel -ipdb 1.pdb -omop  1_opt2.mop -xk "AM1"

Для последующего сравнения переформатируем результат 1_opt2.out в pdb:

    babel -imopout 1_opt2.out -opdb 1_opt2.pdb


    Сравнение структур полученные obgen и Mopac (выводы, картинки и наблюдения):

    obgen Mopac (PM6) Mopac (AM1)
    Структура не плоская Структура почти плоская, однако, присмотревшись, можно увидеть небольшой угол между соседними кольцами Структура совсем плоская

    Записи "1_opt.mop" и "1_opt2.mop" отличаются энергиями. При оптимизации с параметром "PM6" энергия (FINAL HEAT OF FORMATION) меньше, а также есть различия в других энергиях. Получается, что с параметром "AM1" оптимизация проходит лучше.

    II. Рассчёт возбуждённых состояний порфирина и спектр его поглощения.

    Для указания Mopac о необходимости расчёта возбуждённого состояния добавим в конец файла:
    пустую строку
    cis c.i.=4 meci oldgeo
    some description 

    MOPAC2009.exe 1_opt_spect.mop

    В конце файла увидим значения энергий для электронных переходов. Можно рассчитать длину волн при которых происходят эти переходы (wave length = h*c/ENERGY):

    STATE ENERGY SPIN wave length
    1+ 0 SINGLET
    2 1,91 TRIPLET 647,66
    3 2,27 SINGLET 546,97
    4 2,46 TRIPLET 503,16
    5 2,83 TRIPLET 438,78
    6 3,36 TRIPLET 368,53
    7 3,39 SINGLET 365,58
    8 3,67 SINGLET 337,91
    9 3,87 SINGLET 320,21

    III. Определение геометрии молекулы и её дианиона O=C1C=CC(=O)C=C1 с помощью obgen и Мopac.

    Определим геометрию молекулы с помощью obgen и Мopac (оптимизацию проведем с параметром "AM1"):

    Структуры полученные с помощью: зелёные углероды - obgen, голубые - Mopac.

    Видно, что атомы углерода, которые связаны с кислородами, в структуре obgen находятся ближе к центру цикла.

    IV. Тиминовый димер.

    тиминовый димер, заряд системы 0

    тиминовый димер, заряд системы +2

    два тимина, заряд системы 0

    Энергии состояний:
    I состояние: TOTAL ENERGY = -3273.58217 EV
    II состояние: TOTAL ENERGY = -3253.90755 EV
    III состояние: TOTAL ENERGY = -3273.69464 EV
    Переход в начальное состояние не произошел, так как он энергетически менее выгоден.


    Шестой семестр
    © Чернецова Даша