На страницу шестого семестра
Cеми-эмпирические вычисления: Mopac
Задание 1
Оптимизация
Взяли аннотацию порфирина в виде SMILES, использовали openbabel для построения 3d структуры , удалили лишние водороды с помощью pymol, используя openbabel, переформатировали координаты из mol формата во входной файл для Mopaс(два варианта параметризации PM6 и АМ1), запустили mopac,снова переформатировали- в pdb.Первое изображение -порфирин до оптимизации структуры.
Второе - после оптимизации. Верхняя молекула-без оптимизации, в середине - по параметрам pm6, внизу - am1.
Как видим, неоптимизированная структура неплоская, структуры с оптимизацией- плоские, возможно в слегка разных плоскoстях.
Задание 2
Рассчёт возбужденных состояний порфирина
Энергии для электронных переходов, полученные с помощью MOPAC:
STATE ENERGY (EV)
ABSOLUTE RELATIVE
1+ 0.000000 0.000000
2 1.914387 1.914387
3 2.266811 2.266811
4 2.464198 2.464198
5 2.825717 2.825717
6 3.364374 3.364374
7 3.391554 3.391554
8 3.669170 3.669170
9 3.871930 3.871930
Считаем длины волн, при которых происходят эти переходы: длина волны =(hc)/E
Е длина волны 648,3521767 1,913312 547,4370414 2,266014 503,6160485 2,463186 439,2837603 2,823915 368,9591307 3,362161 365,9554357 3,389757 338,0807262 3,669242 320,4330923 3,871323
Задание 3
Геометрия дианиона парабензохинона
Молекула O=C1C=CC(=O)C=C1. С помощью MOPAC был получен дианион.Парабензохинон:
Совмещённые структуры:
Видим, что дианион отличается большей длинной связи с-о по сравнению с незаряженной молекулой.
Задание 4
Тиминовый димер
Хотим увидеть переход из димера в тимины при возбуждении системы. Имитируем возбуждение ионизируя оба кольца, т.е. указывая заряд системы +2, полученое возбуждённое состояние снова оптимизируем при заряде 0.Тимидиновый димер:
Тимидиновый димер после указанных выше манипуляций. Два тимина:
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, т.к. переход в начальное состоянее менее энергетически выгоден.