Главная

I Семестр

II Семестр

III Семестр

IV Семестр

V Семестр

VI Семестр

Проекты

Обратная Связь

Cеми-эмпирические вычисления: Mopac

Установка переменных:
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
export MOPAC_LICENSE=/home/preps/golovin/progs/bin

• Оптимизация структуры порфирина

  Создадим файл с аннотацией порфирина в виде SMILES. Подадим его на вход программе obgen для построения 3D структуры порфирина: obgen 1.smi > 1.mol. Просмотрим полученную структуру в PyMol и удалив ненужные водороды, получаем 3D-структуру порфирина.

  

  Сбоку молекула порфирина выглядит так:

  

  Как видно, построенная молекула не является плоской, хотя должна быть такой.

  Программой babel получаем входные файлы для программы Mopac с параметризацией PM6 и AM1 и запускаем Mopac: MOPAC2009.exe file_name. И программой babel переводим выходной файл с расширением .out в PDB. Сравним полученные оптимизации.

  PM6
  AM1

  Обе параметризации дали неплохой результат, структуры выглядят плоскими. Но с AM1 Mopac справился немного получше.

• Возбужденные состояния порфирина

  Для указания Mopac о необходимости расчёта возбуждённого состояния добавляем в конец файла:

  пустая строка
  cis c.i.=4 meci oldgeo
  some description

  Рассмотрим выходной файл porphyrin_hesit.out и найдем в нем значения энергий для электронных переходов:

    STATE       ENERGY (EV)        Q.N.  SPIN   SYMMETRY     POLARIZATION
           ABSOLUTE     RELATIVE                            X       Y       Z
  
      1+    0.000000    0.000000     1+  SINGLET     ????
      2     1.913312    1.913312     1   TRIPLET     ????
      3     2.266014    2.266014     2   SINGLET     ????
      4     2.463186    2.463186     2   TRIPLET     ????
      5     2.823915    2.823915     3   TRIPLET     ????
      6     3.362161    3.362161     4   TRIPLET     ????
      7     3.389757    3.389757     3   SINGLET     ????  0.2031  0.2347  0.0010
      8     3.669242    3.669242     4   SINGLET     ????  2.3899  2.0438  0.0085
      9     3.871323    3.871323     5   SINGLET     ????  1.5461  1.7992  0.0084
   The "+" symbol indicates the root used.
  

  На основании этих значений энергии рассчитаем длины волн, при которых происходят эти переходы:

  Энергия (eV)	Длина волны (nm)
  1.913312	649
  2.266014	548
  2.463186	504
  2.823915	440
  3.362161	369
  3.389757	366
  3.669242	338
  3.871323	321

• Оптимизация парабензохинона

  Для молекулы O=C1C=CC(=O)C=C1 (парабензохинон) была определена геометрия с помощью obgen (quinine_obgen.pdb) и Mopac, использовалась параметризацию pm6 (quinine_neutral.pdb).

  obgen (голубые углероды) и нейтральная молекула в Mopac (желтые углероды):

  

  Видно, что структуры различаются незначительно.

  Затем была проведена оптимизация для дианиона этой молекулы. В первую строчку mop файла добавляем слово CHARGE=-2 и явным способом указываем (последовательность (-) справа от имени атома), что отрицательный заряд должен находиться на кислородах. В результате получили: quinine_dianion.pdb

  obgen (голубые углероды) и дианион в Mopac (коричневые углероды):

  

  Из наложения видно, что в дианионе структура претерпевает некоторые изменения. Связи С-O удлиняются, так как из двойных они становятся одинарными, к тому же цикл становится ароматическим.