Küsimus:
Kuidas teha kindlaks, kas valgus amiidi ja aromaatse ringi vahel on π-π koostoimeid?
Nick T
2012-04-26 01:06:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Minu kindlaksmääratud kristallstruktuuris näib minu ligandil olev triasoolitsükkel virnastavat türosiiniga (pildil üleval):

stacking interactions in a protein

Selle lähedal (põhjas) on aga ka amiid, pakkudes glutamiini. Kas on tõenäoline, et see terminaalne amiid osaleb π-π koostoimes triasooliga või lihtsalt nõrgemate dispersioonijõududega? Kuidas saaksin kvantifitseerida, kui oluline on interaktsioon?

Võite kasutada supermolekulaarset lähenemist. Määrake kahe eraldatud monomeeri [E (mon1)] ja [E (mon2)] energia, seejärel kahe vastastikmõjus oleva monomeeri energia [E (dimeer)]. Siis sa lihtsalt teed [E (mon1) + E (mon2)] - E (dimeer) = E (interaktsioon). Muidugi peate määrama, kuidas soovite oma monomeere määratleda. Pi-pi virnastamiseks peaksite kasutama midagi paremat kui MP2, kuna MP2 kipub aromaatsete dimeeride märkimisväärse hulga sidumist. Ma soovitaksin CCSD-d (T).
@LordStryker DFT-D saab siin olema palju parem variant ...
üks vastus:
#1
+23
LordStryker
2012-04-26 01:48:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tundub, et NickT otsis eksperimentaalset lahendust. Minu postitus käsitleb aga arvutuslikku lahendust.

Kuidas saaksin kvantifitseerida, kui oluline on interaktsioon?

Kahe määratletud monomeeri vahelise interaktsioonienergia määramine nagu teie aromaatne triasool ja amiid, on üsna lihtne protsess. Seda protsessi nimetatakse supramolekulaarseks lähenemiseks. Juhin teid paberile, mis analüüsib benseeni dimeeri. See meetod on rangelt arvutuslik, mistõttu on vaja natuke teadmisi arvutuskeemias.

Supramolekulaarne lähenemine

Mis

Supermolekulaarne lähenemisviis taandub sellele.

$$ E _ {\ mathrm {int}} = E _ {\ mathrm {dimeer }} - (E _ {\ mathrm {mon1}} + E _ {\ mathrm {mon2}}) $$

Siin on meil suhtlemisenergia ( $ E _ {\ mathrm {int}} $ ), mis on määratud dimeeri energia erinevusest ( $ E _ {\ mathrm {dimer}} $ ) ja kahe monomeeri summa ( $ E _ {\ mathrm {monomer}} $ ). Kui mõlemad monomeerid oleksid samaväärsed (ütleme, et teid huvitas benseeni dimeeri vastasmõju energia, kus iga monomeer oli benseenitsükkel), võite lihtsustada liitmist ühe monomeeri energiaga kahekordseks ( $ 2 \ korda E _ {\ mathrm {mon}} $ ). Teie konkreetsel juhul on teil kaks erinevat monomeeri.

Kogu idee on see, et kui mul on kaks vastastikmõjus olevat molekuli, saan ma määrata ka iga molekuli energia eraldi (nagu oleksid nad eraldatud lõpmatu vahemaa tagant). nende kompleksina. Niisiis, kui viite need molekulid üksteisele üha lähemale, hakkab energia (vastastikmõju energia) langema.

Kuidas

MÄRKUS. Teie geomeetria pärineb kristallstruktuurist. ÄRGE muutke seda geomeetriat. Te soovite hoida kõike täpselt nii, nagu see on. See tähendab, et te ei soovi oma süsteemi optimeerida. Te ei soovi silmamuna monomeeri asetamist. Võtke kõik teadaolevast struktuurist ja olge ettevaatlik, et seda mitte muuta, muidu võib see selle protsessi rikkuda. Muudame struktuuri kärpimise ja piiramise abil, kuid molekulidevahelised parameetrid peavad muutuma, olenemata sellest, mida proovite modelleerida. Soovite optimeerida oma ülemmäära tähendust, käivitada optimeerimine piiritletud monomeeril, kuid külmutage kõik, välja arvatud asi, mida kasutate katmiseks.

  1. Määratlege oma monomeerid. Peate määrama, milline osa teie „dimeerisüsteemist“ on selle nõrga interaktsiooni kirjeldamiseks oluline. Soovitan hoida aromaatset rõngast ja kärpida seda millegi sarnasega, mida kärbitakse. Võite oma monomeeri katta näiteks vesiniku või metüülrühmaga. Kui teie välja lõigatud tükk on väga polariseeritav, katke midagi sarnase omadusega. Kui teie kärbitud tükk on vastutav neutraalne, katke midagi neutraalset. Te saate idee.
  2. Määratlege oma dimeer. Teie dimeer on lihtsalt teie kahe määratletud monomeeri kombinatsioon.
  3. Määrake meetod, mida soovite rakendada. Selleks töötab lainefunktsioonil põhinev või tiheduse funktsionaalsuse teooria (DFT). Esimene neist saab olema ülemäära kallis.
  4. Määratlege oma aluskomplekt. Aromaatsete süsteemide puhul oleks parim kasutada Dunning-Hunzaga korrelatsioonipõhist aluskomplektide perekonda. Heade tulemuste saavutamiseks soovitan kasutada aug-cc-pVTZ. Mida iganes otsustate, veenduge, et teie baaskomplekt sisaldaks polarisatsiooni ja hajusaid funktsioone. Soovitatud alusekomplekt teeb seda (liitreaalsus tähendab difusiooni kõigil aatomitel, pVTZ tähendab aga "polariseeritud valentsiga kolmekordset beeta").
  5. Määrake oma monomeeride ja dimeeride energiad. Te soovite oma monomeeride ja dimeeri abil läbi viia ühe punkti energiaarvutuse. Optimeerige kõigepealt oma monomeerid, kuid külmutage kõik aatomid, välja arvatud need, mille lisasite monomeeri katmiseks.
  6. Määrake interaktsiooni energia. Ühendage oma energiad ülaltoodud võrrandisse ja määrake interaktsiooni energia. Teisendage üksusteks, mida soovite kasutada (eelistan kJ / mol, kuid enamik inimesi kasutab kcal / mol, nii et võite seda kasutada).

Loodan, et see aitab. Tundub pehmelt öeldes huvitav projekt.

Kiire märkus „valentsuse“ aluskomplekti kohta:

Tavaliselt ei osale tuumaelektroonid üheski omamoodi huvitav keemia (nende energia on valentsielektroonidest nii palju madalam, et neil pole keemilises sidemetes mingit rolli). Nende energiaarvutuste tegemisel tuginete külmutatud tuumaga lähendusele (vaikimisi paljudel kvant-tarkvarapakettidel, kuid kontrollige kindlasti kõigepealt dokumentatsiooni). PVTZ baaskomplekt laiendab baasfunktsioonid kolmekordse zeta kvaliteediga ainult valentselektronide jaoks. Tuumelektronidele antakse s -tüüpi funktsioonid ja see on kõik. Kui satute kunagi olukorda, kus tuumaelektronid on teie huvipakkuvale süsteemile olulised, peaksite kasutama pCVXZ alusrühmi (kus X = D, T, Q jne), mis tähistab polariseeritud südamevalentsi X zeta. Siin antakse tuumelektronidele kogu X-zeta kvaliteedi alusfunktsioonide komplekt. See aga tähendab, et olete just arvutamise palju kallimaks teinud. Tavaliselt kasutatakse külmutatud südamikuga lähendust.

selgitus on väga motiveeriv. Aga sain mingi põhipäringu. Mis siis, kui ma kasutan siin ainult aromaatset geomeetriat ja kärbin kõike muud, ma mõtlen, miks ma pean katma? Arvestades, et see on aminohappeahel, pole polariseeritavus sel juhul nii kõrge.
Te ei saa modelleerida * tervet * kristallstruktuuri, valku jms meetodiga, mis võimaldab mõistlikult kvantifitseerida $ \ pi $ - $ \ pi $ interaktsioone vastuvõetava täpsusega, kuna see oleks arvutuslikult raskesti lahendatav. Peaksite oma süsteemi kuskil piirama.
Kui ma saaksin struktuuri (ahel), näeks välja näiteks H3C-CH2-N-H ... O-C-CH (CH3) -CH3. Ja kui ma tahan energiat saada N-H ... O-C vahel. Kas on siis mõistlik kasutada ainult seda asjasse puutuvat osa (s.o. N-H ... O-C) minu range geomeetriaga?
Kas teie süsteem on terve kristallstruktuur või valk? Ei, küll, arvestades teie kommentaari asukohta, oli mul seda lihtne oletada. Teie süsteem on piisavalt väike, et te ei peaks midagi piirama ja ma soovitaksin teil kirjeldada kogu asja.
Tegelikult tegelen valgukristallide struktuurist pärineva täieliku aminohappeahelaga. Sellepärast ma küsin, et kui ma kärbiksin kogu asja, välja arvatud konkreetne osa, mille kavatsen leida, st N-H ... O-C, siis kas see oleks hea? (näide, mille ma sinna panin, oli lihtsalt analoogia)


See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...