Abinitio вычисления для нафталина и азулена

Все файлы по данной работе можно посмотреть в папке azulene и napthalene/.

Оптимизация структуры азулена и нафталина

SMILES:

Azulene : C1=CC=C2C=CC=C2C=C1 
Napthalene: c1ccc2ccccc2c1

Эти SMILES были сохранены в файлы azulene.smi и napthalene.smi соответственно.
Затем командами

obgen azulene.smi -ff UFF > azulene.mol
obgen napthalene.smi -ff UFF > napthalene.mol

использовали силовое поле UFF, так как в нем молекулы получаются плоские. Перекодировали mol в mop:

babel -imol azulene.mol -omop azulene_opt.mop -xk PM6
babel -imol napthalene.mol -omop napthalene_opt.mop -xk PM6

Запустили MOPAC:

export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
export MOPAC_LICENSE=/home/preps/golovin/progs/bin
MOPAC2009.exe azulene_opt.mop
MOPAC2009.exe napthalene_opt.mop

Переформатировали

babel -imopout azulene_opt.out -opdb azulene_opt.pdb
babel -imopout napthalene_opt.out -opdb napthalene_opt.pdb

Получили следующие изображения азулена и нафталина:

Задание 2,3

С помощью babel переформатировали координаты в gamin формат:

babel -imopout azelene_opt.out -ogamin azu_opt.inp
babel -imopout napthalene_opt.out -ogamin nap_opt.inp

В получившемся файле поменяли заголовок:

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

Провели оптимизацию геометрии для обоих молекул:

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

Затем перекодировали файлы для новых вычислений с помощью GAMESS:

babel -igamout azu_opt.log -ogamin azu_hf.inp
cp azu_hf.inp azu_tfp.inp
babel -igamout nap_opt.log -ogamin nap_hf.inp
cp nap_hf.inp nap_tfp.inp

Для расчета по Хартри-Фоку нужно поменять заголовок:

     $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

Для расчета по теории функционала плотности нужно поменять заголовок:

     $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

Итак, в нашем распоряжении 4 системы. Аналогично вышеописанному запустили GAMESS и получили на выходе 4 файла: azu_hf.log, azu_tfp.log, nap_hf.log, nap_tfp.log. В каждом файле находим строчку "FINAL RHF ENERGY IS..." и составляем таблицу энергий.

Вещество	по Хартри-Фоку	по теории функционала плотности
Азулен	-383.2824485535	-385.5854051657
Нафталин	-383.3549061523	-385.6401306541
dE, Hartree	0,0724575988	0,0547254884
dE, kCal/mol	45,467829348	34,340762167

Расчеты сделаны с учетом, что 1 Хартри = 627.509469 ккал/моль. Согласно экспериментальным данным энергия изомеризации нафталина в азулен составляет 35.3±2.2 kCal/mol, из чего можно сделать вывод, что в данном случае расчет по теории функционала плотности оказался точнее.

---

© Sheckhireva Ksenya