Порфирин

Работа началась с экспорта необходимых файлов в рабочую директорию: 
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
export MOPAC_LICENSE=/home/preps/golovin/progs/bin
Суть задания-поэтапное освоение возможностей Mopac, как пакета для оптимизации структуры молекул и расчёта некоторых свойств.
Сначала был создан файл 1.smi, в котором содержится SMILES формула порфирина и его название через несколько пробелов. 3D структура молекулы построена с помощью команды obgen. 
obgen 1.smi > 1.mol
Полученный файл был открыт с помощью PyMOL и сохранен в формате pdb. Были так же удалены лишние воороды.

Видно, что полученная структура не плоская. Чтобы исправить это, были переформатированы координаты программой openbabel 
   babel -ipdb 1.pdb -omop 1_opt.mop -xk "PM6"
С помощью -xk был задан тип параметризации pm6. С помощью -xk мы задали тип параметризации pm6. Затем был проведжен запуск MOPAC: 
    MOPAC2009.exe 1_opt.mop
    babel -imopout 1_opt.out -opdb 1_opt.pdb


МОРАС выдает плоскую структуру порфирина.
Далее были рассчитаны возбужденные состояния порфирина. Для этого был создан файл 1_opt_spectr.mop. Был снова запущен МОРАС 
    MOPAC2009.exe 1_opt_spectr.mop
На основании значений электронных переходов, взятых из конца файла выдачи были определены длины волн поглощения света

Парахинон

Следующая часть работы заключается в анализировании молекулы O=C1C=CC(=O)C=C1. Аналогично предыдущим действиям были получены 3D модели с помощью obgen и МОРАС.
После оптимизации появилось правильное распределение заряда по ароматическому кольцу.
Затем был создан дианион молекулы парахинона. Для этого в первую строчку mop- файла было добавлено слово CHARGE=-2 и явным способ указаны атомы с отрицательным зарядом: 
PM6 CHARGE=-2
3.pdb

C   2.06900 1  0.00500 1 -0.11200 1
C   2.80500 1  1.27000 1  0.08300 1
C   4.09700 1  1.27600 1  0.42500 1
C   4.84400 1  0.01800 1  0.62300 1
C   4.10800 1 -1.24700 1  0.42700 1
C   2.81600 1 -1.25300 1  0.08500 1
O(-)   0.88600 1 -0.00000 1 -0.42500 1
O(-)   6.02600 1  0.02400 1  0.93600 1
H   2.24300 1  2.18400 1 -0.06600 1
H   4.65200 1  2.19500 1  0.57200 1
H   4.67100 1 -2.16100 1  0.57600 1
H   2.26200 1 -2.17200 1 -0.06200 1

Длина связи углерод-кислород в дианионе стала длиннее, что говорит о возможности образование одинарной связи из двойной.

Образование тиминов из тимидинового димера

Цель - увидеть переход из димера в тимины при возбуждении системы. Так как вычесления вобуждённых состояний в MOPAC затруденены, было имитировано возбуждение ионизируя оба кольца, т.е. указывая заряд системы +2. И полученое возбуждённое состояние снова оптимизировалось при заряде 0. Послеовательность работы:
  • Оптимизация геометрии этого димера, при заряде системы 0.
  • Оптимизация результата из пункта i. , при заряде системы +2.
  • Оптимизация результата из пункта ii. , при заряде системы 0.
Результаты:
Тимидиновый димер.
Заряд системы = 0
Тимидиновый димер.
Заряд системы = +2
Тимины.
Заряд системы = 0
-3273.58217 EV
-3253.90834 EV
-3273.69661 EV
Видно, что при изменении заряда системы с +2 до 0, общая энергия системы понизилась относительно начального значения. Энергетическая выгода может объяснять различие результатов оптимизации.
   

© Алиса Муравьева. Все права защищены.