| Главная | Проекты | Семестры |
С помощью babel был сделан pdb файл этана, из результатов оптимизации из предыдущего практикума. Добавим путь к скриптам в системный путь:export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/binС помощью скрипта Ante_RED.pl подготовлен pdb файл et_out.pdb, p2n файл переименован в Mol_red1.p2n, запущен REDRED-vIII.4.pl.
В итоге получен файл Mol_m1-o1.mol2 с координатами атомов и зарядами.Создание файла описания молекулы в формате пакета программ GROMACS.
Единица измерения расстояния в GROMACS нанометр.
Содержание итогового файла et.top
Первые две строчки:[ defaults ] ; nbfunc comb-rule gen-pairs fudgeLJ fudgeQQ 1 2 yes 0.5 0.8333
Дальше мы задаём типы атомов и собственно параметры для функции Ленорда-Джонса. Будем считать, что в случае этана Ван-дер-Ваальсовое взаимодействие между атомами углерода разных молекул минимально, так как углероды почти полностью экранированы атомами водорода. Поэтому поставим для углерода некоторые параметры. Ван-дер-Ваальсовый радиус водорода, т.е. сигма нам известен из многих источников, см. webelements.com. Итак у нас получилось, что в этом разделе всего одна переменная это epsilon для водорода.[ atomtypes ] ; name at.num mass charge ptype sigma epsilon H 1 1.008 0.0000 A 1.06908e-01 1.00000e-00 C 6 12.01 0.0000 A 3.39967e-01 3.59824e-01
Дальше переходим непосредственно к описанию молекулы. Здесь мы описываем имя и указываем, что соседи через три связи не учитываются при расчете Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий. Это верно так, как мы включаем это взаимодействие в торсионные углы:[ moleculetype ] ; Name nrexcl et 3
Добавим атомы этана. В первом столбце идёт номер атома. На него мы будем ссылаться при описании связей. Остальные столбца самоочевидные.[ atoms ] ; nr type resnr residue atom cgnr charge mass 1 C 1 ETH C1 1 -0.0189 12.01 2 C 1 ETH C2 2 -0.0155 12.01 3 H 1 ETH H1 3 0.0059 1.008 4 H 1 ETH H2 4 0.0059 1.008 5 H 1 ETH H3 5 0.0059 1.008 6 H 1 ETH H4 6 0.0056 1.008 7 H 1 ETH H5 7 0.0056 1.008 8 H 1 ETH H6 8 0.0056 1.008Переходим к описанию связей. Константу жесткости и длина связи С-С взяты из занятия 4.[ bonds ] [ bonds ] ; ai aj funct b0 kb 1 2 1 0.1525 147975.2 1 3 1 0.1085 300000.0 1 4 1 0.1085 300000.0 1 5 1 0.1085 300000.0 2 6 1 0.1085 300000.0 2 7 1 0.1085 300000.0 2 8 1 0.1085 300000.0Описание углов.[ angles ] ; ai aj ak funct phi0 kphi ;around c1 3 1 4 1 109.500 200.400 3 1 5 1 109.500 200.400 4 1 5 1 109.500 200.400 2 1 3 1 109.500 400.400 2 1 4 1 109.500 400.400 2 1 5 1 109.500 400.400 ;around c2 1 2 6 1 109.500 400.400 1 2 7 1 109.500 400.400 1 2 8 1 109.500 400.400 6 2 7 1 109.500 200.400 6 2 8 1 109.500 200.400 7 2 8 1 109.500 200.400Торсионные углы:[ dihedrals ] ; ai aj ak al funct t0 kt mult 3 1 2 6 1 0.0 0.62760 3 3 1 2 7 1 0.0 0.62760 3 3 1 2 8 1 0.0 0.62760 3 4 1 2 6 1 0.0 0.62760 3 4 1 2 7 1 0.0 0.62760 3 4 1 2 8 1 0.0 0.62760 3 5 1 2 6 1 0.0 0.62760 3 5 1 2 7 1 0.0 0.62760 3 5 1 2 8 1 0.0 0.62760 3Список пар атомов которые не должны считаться при расчете VdW:[ pairs ] ; ai aj funct 3 6 3 7 3 8 4 6 4 7 4 8 5 6 5 7 5 8Описание системы. Есть уже готовые координаты с 38 молекулами этана. Укажем это в описании:[ System ] ; any text here first one [ molecules ] ;Name count et 38Моделирование испарения этана.
Уже подготовлены два состояния системы, первое соответствует газовой фазе, где расстояния между молекулами порядка 50 ангстрем; вторая система имеет такую же плотность как и жидкий этан.
Наша задача провести короткое моделирование динамики каждой из этих систем о определить разницу в энергии VdW взаимодействий между системами. И сравнить эту разнице с энтальпией испарения этана. При Т=25 это значение равно 5.4 кДж/моль. Вспомним, что epsilon для водорода нам не известна. По аналогии с занятием 4 создадим 7 топологий с разными значениями epsilon.
проведем для каждой системы молекулярную динамику с каждым файлом топологии (используем md.mdp - файл с настройкам для динамики). Траекторию trr конвертируем в pdb:trjconv_d -f v_1 -s v_1 -o v_1.pdbВо всех полученных файлах, кроме v_1, молекулы сразу же разлетаются.В v_1 куб из молекул частично сохраняет свою структуру.
Посчитаем сами значения энергий, для этого воспользуемся утилитой g_energy.
Все вышеперечисленные действия выполняются в скрипте et.bash.На основе полученных txt файлов установлены средния значения энергии для каждого значения epsilon водорода: жидкость, газ Для жидкости и газа разница средней энергии VdW в среднем 4 порядка, поэтому энтальпия испарения примерно равна энергиии жидкости. Энергия кулоновских взаимодействий мала по сравнению с VdW. Epsilon водорода должна лежать в диапозоне 0.03703-0.01562 , чтобы воспроизводилась энтальпия испарения этана.