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zhaoyunm木虫 (著名写手)
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[求助]
金属配合物稳定常数分子模拟计算
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| 欲合成一新螯合剂分子，想先模拟计算该分子与某金属离子的螯合配位能力（金属配合物稳定常数），由于没有学习过相关方面的知识，对这方面一窍不通，请问用什么软件计算，该如何计算？麻烦这方面的高手、前辈们帮帮忙，越详细越好，感激不尽！ |
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britney137803
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3楼2012-02-19 16:09:47
ChemiAndy
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【答案】应助回帖
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zhaoyunm(金币+20): ★★★很有帮助 非常感谢！ 2012-02-18 09:06:37
ben_ladeng: 代楼主发放金币 2013-09-26 19:10:58
zhaoyunm(ben_ladeng代发): 金币+10, 代楼主发放金币 2013-09-26 19:11:12
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金属配合物稳定常数是个热力学平衡常数，表示配合反应平衡后，配合物浓度与未配合的化合物浓度之间的比例。那么这个平衡比例由什么决定的呢？当然是配合前后的自由能差决定的。 分子模拟模拟一个反应的自由能差通常有2种方法：cluster方法和MD方法。 1. Cluster方法是用gauss计算配合能。 你先计算配合物AB的能量，再减去鳌合物A和配体B的能量就好了。当然，三个能量都要做结构优化，AB复合物还要做BSSE校正。然而，这样得到的是结合能而不是结合自由能，怎么办呢？不要紧，Ab, A, B优化完了以后做频率计算，会得到每个种类的自由能，用自由能之差即可。那要是这个体系是在水里面而不是气相Cluster呢？也好办，结构优化和频率计算时加用隐式溶剂模型PCM。 2. MD方法 Cluster方法虽好，但隐式溶剂模型有多精确呢？不好说，有的体系很好，有的体系不太好。为什么呢？这要看配体，鳌合物，复合物与溶剂水之间的作用有多强烈，有多复杂了。特别是如果成氢键，或水分子直接参加配位键，那俺老人家就担心cluster模型的准确性了。不要紧，我们可以用显式溶剂模型，即把鳌合物A和配体B放到一盒真实的水分子中去跑动力学，让他们自由结合到一起，然后通过Kirkwood公式计算出来整个配合过程的自由能势能面。然后配合前后的自由能差就能从这个势能面中直接读出来。Perfect! 但是，慢着，这个模拟要跑多久？这取决于配合自由能差和配合反应的能垒高低，能垒越高越慢。6kcal/mol的能垒在300K温度下去冲击能垒，一般要一般2个ns，还不见得一定能冲上去，还要看你初始构型。此外，冲上去前后，都需要足够的采样来计算平均势能，才好由Boltzmann算概率啊，有了概率才能算自由能啊。看来直接模拟结合自由能不行，怎么办呢？得用加速采样方法，这就是Umbrella sampling+PMF或用metadynamics。就是这么些了，慢慢玩吧。 |
2楼2012-02-18 03:27:07
ChemiAndy
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zhaoyunm
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