Abinitio вычисления для нафталина и азулена

• Страница семестра

Построение и оптимизация структуры нафталена и азулена

Как и на прошлом занятии сначала были созданы файлы, содержащие SMILES представления молекул. азулен, нафтален.

export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
export MOPAC_LICENSE=/home/preps/golovin/progs/bin
obgen nap.smi > nap.mol

Затем *mol-файл с помощью PyMOL был сохранен в pbb-формате.

babel -ipdb nap.pdb -omop nap_opt.mop -xk "PM6"
MOPAC2009.exe nap_opt.mop
babel -imopout nap_opt.out -opdb nap_opt.pdb

Файлы: nap.mol, nap.pdb, nap_opt.mop, nap_opt.out, nap_opt.pdb С азуленом оказалось немного сложнее: чтобы получить плоскую молекулу, пришлось воспользоваться немного видоизмененной программой:

obgen azu.smi -ff UFF > azu3.mol 

Далее все делалось аналогично описаному выше алгоритму.
Файлы: azu3.mol, azu3.pdb, azu_opt3.mop, azu_opt3.out, azu_opt3.pdb

Вещество	Нафталин	Азулен
obgen
MOPAC

Работа с GAMESS

Прежде, чем запускать gamess, нужно подготовить файлы:

babel -imopout nap_opt.out -ogamin nap_opt.inp
babel -imopout azu_opt3.out -ogamin azu_opt.inp

Загололовок был исправлен на:

$CONTRL COORD=CART UNITS=ANGS   SCFTYP=RHF RUNTYP=OPTIMIZE $END
$BASIS  GBASIS=N31 NGAUSS=6  $end
$system mwords=2 $end
$DATA

!Важно:Для корректной работы программы необходимо, чтобы присутствовал пробел в начале каждой строчки заголовка.
nap_opt.inp, azu_opt.inp.
Наконец, чтобы программа не выдавала ошибок, необходимо перед каждым запуском программы удалять папку gamess-scratch.
Итак, запускаем gamess:

gms nap_opt.inp  1 >& nap_opt.log 
gms azu_opt.inp  1 >& azu_opt.log

azu_opt.log, nap_opt.log.

Расчет энергий системы

На основе полученных координат я составила новые входные файлы для расчёта энергии. Было построено по два файла на каждую молекулу, в первом случае велся расчёт методом Хартри-Фока, а во втором - c использованием теории функционала плотности. С помощью babel log файл gamout был переформатирован в gamin.

 
 babel -igamout azu_opt.log -ogamin azu_har.inp
 cp azu_har.inp azu_tf.inp

 babel -igamout nap_opt.log -ogamin nap_har.inp
 cp nap_har.inp nap_tf.inp 

Для расчета по Харти-Фоку в полученные файлы (*_har.inp) были вставлены заголовки:

$CONTRL COORD=CART UNITS=ANGS   SCFTYP=RHF RUNTYP=ENERGY $END
$BASIS  GBASIS=N31 NGAUSS=6
 POLAR=POPN31 NDFUNC=1 $END
$GUESS  GUESS=HUCKEL $END
$system mwords=2 $end
$DATA

azu_har.inp, nap_har.inp.
В случае теории функционала плотности заголовок такой:

$CONTRL COORD=CART UNITS=ANGS   dfttyp=b3lyp RUNTYP=ENERGY $END
$BASIS  GBASIS=N31 NGAUSS=6
 POLAR=POPN31 NDFUNC=1 $END
$GUESS  GUESS=HUCKEL $END
$system mwords=2 $end
$DATA

azu_tf.inp, nap_tf.inp.
И, аналогично описанному ранее, запустила gamess. В файлах выдачи (azu_tf.log, nap_tf.log,azu_har.log, nap_har.log) была найдены строчки, содержащие информацию о полной энергии молекул.

Вещество	E(naptalene)	E(azulene)	Δ E , Hartree	Δ E, kCal/mol
Хартри-Фок	-383.3549061523	-383.2824588509	0,072447301	45,46136763
DFT	-385.6401306541	-385.5857207691	0,054409885	34,14271804

Для перевода энергии из одних едениц в другие использовалось то, что 1 Хартри = 627.509469 ккал/моль. Согласно экспериментальным данным энергия изомеризации нафталина в азулен составляет 35.3±2.2 kCal/mol. Так что, в данном случае расчет по теории функционала плотности оказался точнее, чем расчет по Хартри-Фоку.

© Dvorkina Dasha