Mopac

1.Подготовка структуры порфирина

SMILES запись порфирина:

c1cc2cc3ccc(cc4ccc(cc5ccc(cc1n2)[nH]5)n4)[nH]3    porphyrin

Сравнение 3D структур, полученных различными способами

# / RMSD (nm)	obgen	Mopac PM6	Mopac AM1
obgen	0	0.213	0.216
Mopac PM6	0.213	0	0.016
Mopac AM1	0.216	0.016	0

После удаления 2х лишних водородов у азотов, структуры были наложены и посчитано RMSD. Как видно из изображений и таблицы, структура, сгенерированная obgen сильно изогнута. Структуры, сгенерированные Mopac'ом при различных уровнях теории плоские и практически не отличаются.

2.Расчет спектра поглощения молекулы порфирина

1. --- нм
2. 648 нм
3. 547 нм
4. 504 нм
5. 439 нм
6. 369 нм
7. 366 нм
8. 338 нм
9. 320 нм

Для перехода на более высокий уровень требуется больше энергии, следовательно укорачивается длинна волны облучения.

3.Расчет геометрии парабензохинона

Структуры, полученные obgen и Mopac после оптимизации на уровне PM6, практически не отличаются (RMSD=0.018 нм). На основе структуры, оптимизированной Mopac был подготовлен входной файл для расчета геометрии дианиона

Произошло укорочение С-С связей при бывших карбонильных атомах, незначительное удлинение двух других C-C связей и удлинение С-O связей. Это результат того, что С-O связи стали одинарыми,а углеродный цикл стал ароматическим.

4.Расщепление тиминового димера

Исходная структура тиминового димера была оптимизирована при нулевом заряде системы. Оптимизация, в основном, коснулась положения водородов, гетероциклы стали более плоскими.
Энергия системы составила -3273.58217 Ha

Для структуры из предыдущего пункта было сымитировано возбуженное состояние при помощи указания заряды системы равного двум. При этом произошел разрыв одной C-C связи между мономерами тимина.
Энергия системы составила -3253.90834 Ha

На последнем этапе структура из пункта 2 была оптимизирована при нулевом заряде системе, имитируя переход в нормальное состояние. Разорвалась вторая C-C связь между тиминами.
Энергия системы составила -3273.69661 Ha

Разрыв второй связи, вместо в возвращения к исходному состоянию произошел, на мой взгляд, так как вариант с двумя разделенными тиминами более энергитически выгоден, что видно из изменения общей энергии системы.