Порфирин:
|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://kodomo.cmm.msu.ru/~lu.andreeva/prac2.html
Дата изменения: Mon Mar 21 14:30:05 2011 Дата индексирования: Tue Oct 2 01:54:33 2012 Кодировка: Windows-1251 |
Mopac - пакет для оптимизации структуры молекул и расчета некоторых свойств.
Перед работой установим переменные:
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
export MOPAC_LICENSE=/home/preps/golovin/progs/bin
Для работы нам понадобится SMILES аннотация порфирина.
Порфирин:
С помощью obgen построим структуру 3D:
obgen 1.smi > 1.mol
1.mol и удалим ненужные водороды у противоположных азотов, мешающие ароматичности:
С помощью babel переформатируем координаты в mol формате во входной файл для Mopac:
babel -ipdb myfile.pdb -omop 1_opt.mop -xk "PM6"
-xk задает параметризацию типа pm6.
Запустим MOPAC и переформатируем полученный файл 1_opt.out в pdb:
MOPAC2009.exe 1_opt.mop
# 1_opt.mop
babel -imopout 1_opt.out -opdb 1_opt.pdb
MOPAC сделал порфирин плоским, что соответствует его ароматичности.
Та же работа была проделана с оптимизацией AM1:
babel -ipdb myfile.pdb -omop 1_opt2.mop -xk "AM1"
#1_opt2.mop
MOPAC2009.exe 1_opt2.mop
#1_opt2.out
babel -imopout 1_opt.out -opdb 1_opt.pdb
Получилась такая структура:
Как видно из рисунков, обе оптимизации дали один результат - плоский и радостный порфирин.
Для расчета возбужденных состояний добавим в конец файла 1_opt.mop (см. выше):
пустая строка
cis c.i.=4 meci oldgeo
some description
1_opt_spectr.mop
Запустим MOPAC:
MOPAC2009.exe 1_opt_spectr.mop
Получили файл 1_opt_spectr.out со значениями энергий
для электронных переходов. На основании этих значений рассчитаем длину волн,
при которых происходят эти переходы:
STATE ENERGY (EV) Wave length (nm)
1+ 0.000000
2 1.913312 648
3 2.266014 547
4 2.463186 503
5 2.823915 439
6 3.362161 369
7 3.389757 366
8 3.669242 338
9 3.871323 320
Для молекулы O=C1C=CC(=O)C=C1 (запись SMILES) с помощью
obgen (2.mol) и MOPAC (babel: 2_opt.mop,
MOPAC: 2_opt.out, преобразован в pdb) определим геометрию,
как это было сделано выше.
Результат работы obgen:
Результат работы MOPAC:
Оба способа дали одинаковый результат. Осмелюсь предположить, что из различных длин связей С-С
следует, что связи между двумя верхними и нижними углеродами двойные (sp2-гибридизация),
а оставшиеся - одинарные (sp3-гибридизация), поэтому при кислороде двойные спвязи с углеродами.
Для определения геометрии дианиона этой молекулы, изменим mop-файл:
2_charge_opt.mop, запустим MOPAC: 2_charge_opt.out и
переформатируем файл в pdb.
При сравнении этой заряженной молекулы с предыдущей незаряженной (предыдущая картинка) видно, что молекула растянута вдоль оси, на которой лежат заряженные отрицательно кислороды. Это может быть связано с тем, что одинарные связи в принципе длиннее двойных, а также с тем, что два отрицательно заряженных кислорода отталкиваются. В обоих случаях молекула плоская.