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.pdbФайлы: 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 > azu2.molДалее все делалось аналогично описаному выше алгоритму.
Файлы: azu2.mol, azu2.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.inpЗагололовок 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.logazu_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.inpДля 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 $DATAazu_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 $DATAazu_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.