多个分子,符合子,多种方法

adf.-GUI可以处理多个分子,或多种方法,或两者​​,使用一个相对简单的设置。 它还可以产生和处理符合子。操纵子的处理实际上是一次处理多个分子的实例。

多个分子

使用ADFInput,您可以设置计算,然后自动运行您的SET。 在运行时,然后从与您的.adf文件中的名称中获取分子的分子。 此SDF文件可能来自其他某处,例如,例如,您实际上可以创建和编辑多个分子 inside ADFinput.

计算后,结果是一个新的.sdf文件。那个.sdf文件是标准的SDF文件,每个分子的标题中的计算能量。 它还包含对单个分子的计算结果的引用。 它可能包含每分子的一些额外信息(取决于计算)。

例如,让’S用单个设定计算甲烷和乙烷的H-NMR光谱。

第1步:在ADFInput中设置甲烷和乙烷

开始adfinput.
创造甲烷

接下来,我们将为Adfinput添加额外的分子(埃烷):

用the 编辑→新分子 menu command
创造埃乙烷
使用底部的标签在两个分子之间切换
将标签的名称调整为甲烷和乙烷(点击名称,它变成可编辑)
../_images/t13-twomolecules.png

当您将许多分子进行许多分子时,标签将被一个滑块替换,您可以使用它来运行分子。

第2步:H-NMR计算

接下来,我们将设置H-NMR的计算:

转到NMR面板(在“属性”部分中)
检查所有H原子的屏蔽复选框
用the 文件→运行 菜单,将您的工作保存为NMR
当被要求运行所有2个分子时,单击是

在Adfjobs窗口中,您应该看到作业运行。 另请注意,它为您提供了作业使用NMR.SDF文件的信息。 当您打开工作时,您将在.Results文件夹中看到两个不同分子的结果:

等待计算完成
在作业名称之前单击三角形以查看属于该作业的文件
../_images/t13_results_twomoles.png.

使用ADFSPectra查看计算的NMR谱:

SCM→光谱
在ADFSPectra窗口中: 查看→平均/所有曲线
../_images/t13_spectra_twomolecules.png.

您还可以打开个人计算的结果文件:

在ADFJOB中,单击MOL_1.T21的一次以选择它
SCM→光谱
../_images/t13_spectra_onemolecule.png.
关闭Adfinput和Adfspectra

符合子

adf.-GUI确实有一些对处理符合子的基本支持。 这包括生成符合子,使用不同理论方法的整形剂的细化, 并计算谱(UV / VI,IR,NMR等)等特性。 这些光谱是各个符合特的加权光谱,通常使用Boltzmann加权。

不同的符合子存储在.sdf文件中。符合子处理是处理多个分子的示例。

以下主要步骤是:

  • 生成并查看符合子(因此包含它们的.sdf文件)
  • 优化符合子的结构,例如ADF
  • 计算所选符合特器的景点
  • 查看Boltzmann平均频谱

每个步骤都会为所有(或所选)的符合子做点什么。 在每个步骤结束时,基于计算结果生成新的.sdf文件。 原始.sdf文件保存在.results目录中,使用时间戳作为备份。

对于本教程,我们将为一个小示例分子进行这一点:丙酸。

第3步:在Adfinput中设置丙酸

开始adfinput.
构建丙酸(例如通过Adfinput中的搜索)
../_images/t13-propanoic-acid.png

第4步:生成符合子

切换到符合子模式(使用橙色ADF下拉菜单,用于切换方法)
../_images/t13-conformers.png.

在此面板中,您可以设置如何生成符合子(使用RDKIT)。

默认值应该正常:生成600个随机构象,用RMS滤波器过滤它们以避免重复的结构。 接下来使用RDKIT-UFF进行优化,因此每个构象都运行到一些局部最小值(符合子),并再次使用RMS滤波器过滤以避免重复的结构。

如果您遇到问题,或者是好奇的,请在生成符合子之前检查Show Log复选框将在符合子生成中提供一些反馈。

请注意,起始几何形状无关紧要,RDKIT只需查看连接即可,而不是Atom位置。 使用距离几何构象发生器产生构象。有关更多信息,请参阅 RDKIT网站.

文件→运行 (并将分子保存为‘propanoicacid’)
等到工作准备好了
在ADFJOB中,检查Propanicacid Job现在包含.sdf文件(propanicacid.sdf)
用the SCM→电影 菜单要查看符合子(它将自动加载.sdf文件)
在adfm​​ovie窗口中使用 图表→能量 menu command
../_images/t13-conformer-energy.png

使用ADFMovie,您现在可以检查所生成的符合特器。请注意,通过RDKIT计算的能量是UFF能量。

第5步:用ADF优化符合子几何形状

下一步是改善符合子的几何形状。 如果存在许多符合特器,这可能是昂贵的,因此您可能希望将符合子限制为从最低符合特方式的特定能量范围的优化器进行优化。 请注意,这种能量范围是UFF的粗略估计。在Adfmovie窗口中,您可以看到符合子的能量。

关闭adfmovie窗口

在ADFInput窗口切换到ADF模式并选择 几何优化 task
切换到模型部分中的坐标面板
用‘Selected File’
选择propanoicacid.sdf文件‘Molecule from’ field
单击“详细信息”按钮(...按钮)
选择all conformers with energy below 10 kcal/mol

设置后处理选项:排序,删除0.1 angstrom之间的重复项,并对齐

其他选项:将鼠标移动到它们上面并检查气球,默认值是正确的
../_images/t13-conformer-panel.png.

坐标面板中的这些设置将运行您的作业(无论您在ADFInput中指定什么,现在都有几何优化)对所有所选符合特器 (在SDF过滤器面板中):来自最低符合特的10kcal / mol内的符合子。在这种情况下,我们拥有的所有符合子。 如果您有许多符合子,则可能希望限制能量范围以减少计算时间。

使用‘Selected File’选项将为所选文件中的几何/几何形状创建作业。在此示例中,使用多个分子使用.sdf文件, 但是,您还可以选择ADF-GUI知道的任何其他文件,其中包含分子(a .t21,.rkf,.xyz,......)。

如果您没有调整坐标面板中的选项,则ADFInput将注意保存作业时存在.sdf文件。 如果您想使用它,它会问您。

完成计算后,将创建一个新的.sdf文件,将对符合子分类(按Energy)进行排序(通过Energy),过滤以避免重复,并对齐。 通常,您将使用更好的基础集,但对于我们坚持DZ的教程(以快速获得一些结果)。

运行您的设置(文件→运行,单击“保存”以保存设置)

作业运行后,请使用adfmovie(在adfjobs中 SCM→电影)
在Adfmovie中显示了能量(图表→能量)

等到计算完成后(在最近的桌面机上大约7分钟)
../_images/t13-conformer-optimization.png.
关闭adfmovie(显示logfile)
打开adfmovie(现在它应该显示新的.sdf文件,请参阅标题)
显示能量面板Adfmovie Windows(图表→能量)

在ADFJOBS窗口中通过单击三角形打开详细信息
在.results文件夹中找到原始的.sdf文件(带时间戳)
单击它以选择它
在Adfmovie中打开它(SCM→电影):

在Adfmovie窗口中显示能量面板(图表→能量)

正如您可以看到ADF优化的符合子几何和能量,从UFF结果非常差异:

../_images/t13-conformer-optimization-old.png. ../_images/t13-conformer-optimization-new.png.

在Adfjobs窗口中,您还可以选择单个符合子的结果:选择感兴趣的结果文件, 并使用SCM菜单(输出,谱,KF扫战器,...)检查它。

步骤6:计算IR频谱

计算所有符合子的IR频谱(在当前.sdf文件中,有优化的adf几何形状), 只需在adfinput中设置IR计算,就像一个分子一样。 并且,正如上一步中的几何优化一样,坐标面板将告诉ADFInput以为所有符合子执行此操作。

我们还希望保持当前的符合子(例如,计算不同的光谱), 我们将使用新名称保存设置:

关闭Adfmovie Windows

在ADFInput中,使用 频率 任务(在主面板中)

选择the 型号→坐标面板
确保这一点“Use Selected File” is still selected
确保分子从上一步中取自.sdf文件
../_images/t13-conformer-sdf.png.
文件→另存为... 并使用新名称(propanicacid_ir)保存作业)
文件→运行
等到计算完成后(在最近的桌面机上大约7分钟)

第7步:可视化Boltzmann加权IR频谱

SCM→光谱
../_images/t13-conformer-ir.png.
将温度变为0 k
../_images/t13-conformer-ir-0k.png.

显然,您也可以选择高温,但频谱将缺少从滤波的符合子的贡献。

您可以选择使用boltzmann,统一或用户定义的重量:

选择“User Weights”从重量拉下底部
(标有标有的菜单“Boltzmann Averaged”此时。您可能需要增加ADFSpectra窗口的大小,以便可见。)
../_images/t13-conformer-weights.png.

在符合子权重窗口中,您可以根据每个符合者的方式明确地设置重量。您可以使用底部的按钮以预设值。将鼠标移到按钮上并检查气球帮助以获取更多信息。多重性是在优化后在相同的符合子中生成的随机RDKit构象的数量。

您还可以在同一时间看到单个符合特的IR光谱(在一个图中):

切换回来“Boltzmann Averaged”
用the 查看→平均曲线 菜单命令要在平均和所有单个曲线之间切换
../_images/t13-conformer-ir-all.png.

第8步:H-NMR,UV / VI

到目前为止,它应该是显而易见的如何为所有符合者设置计算。另外两个例子:H NMR频谱和UV / VI光谱。

在Adfinput中打开以前的IR工作
改变任务 单点
转到NMR面板(在“属性”部分中)

检查‘屏蔽所有H原子’ option

转到坐标面板
确保propanicacid.sdf文件仍然用作符合子的来源

文件→运行

等待计算完成(大约1分钟)

SCM→光谱

最终光谱(0K和300k)应该这样:

../_images/t13-conformer-1h-0k.png. ../_images/t13-conformer-1h-300k.png.
计算UV / VIS频谱(不要忘记关闭NMR频谱的计算)
等待计算完成(大约3分钟)。

最终光谱(0K和300k)应该这样:

../_images/t13-conformer-uv-0k.png. ../_images/t13-conformer-uv-300k.png

多种方法

您还可以使用不同的方法设置一系列计算,并彼此自动运行它们。 几何形状将自动从一个作业传递到下一个作业。

作为示例,我们首先展示如何设置系列:DFTB优化,ADF优化和ADF UV / VIS频谱,用于优化结构。 然后,我们将运行此设置两次:用于指定分子的一次,并且一次用于一组分子。

第9步:设置一系列计算

该系列的第一步是分子上的DFTB计算,我们将使用丙酮作为示例:

开始adfinput.
制作(或发现)丙酮分子
切换到DFTB模式
选择the ‘Dresden’ parameter set
另存为‘dftb’
关闭adfinput.

该系列中的第二步是从第一步的优化结构的ADF几何优化:

开始adfinput.
选择the 几何优化 task
切换到坐标面板
用Job Result
分子来自 dftb.adf
../_images/t13-coords-dftb.png

我们现在在Coordinates面板中使用作业结果选项:这将确保首先运行所选作业, 并且,该作业的结果几何形状将用作当前计算的输入几何体。

另存为‘adf-geo’
关闭adfinput.

该系列中的第三步是ADF优化结构的ADF UV / VI计算:

开始adfinput.
设置UV / VIS计算
切换坐标面板
用Job Result
分子来自 adf-geo.adf
../_images/t13-coords-adf-geo.png
另存为‘adf-uvvis’
关闭adfinput.

步骤10:为单个分子运行一系列计算

要运行刚刚创建的一系列计算,我们需要做的就是开始最终作业(ADF-UVVIS)。 ADFJOBS将检测到它使用其他作业的结果,并自动启动这些作业:

启动ADFJOBS(或者如果仍在运行,则使其处于活动状态)
选择the adf-uvvis job

在ADFJOBS窗口中,您可以在所选作业取决于哪些作业上看到:

../_images/t13-multijobs.png
运行这份工作

在Adfjobs中,您现在应该以正确的顺序将作业系列中的所有作业显示在作业系列中。 如果您希望您可以根据正常的独立作业检查每个工作步骤的结果。

现在让我们检查最终的UV / VIS频谱:

选择the adf-uvvis job in ADFjobs
SCM→光谱
../_images/t13-uv-spectra.png

请记住,在ADF-UVVIS作业中未指定分子,从ADF-GEO工作的结果导入几何。 并且那就依次从DFTB作业中获得几何。

步骤11:创建一个SDF文件,并为一组分子运行一系列计算

先前步骤中的一系列计算也可以使用从.sdf文件的分子作为输入运行。 可以使用任何SDF文件,例如来自本教程的早期SDF文件。

在这种情况下,我们将制作一个新的SDF文件,只是为了展示如何做到这一点。 首先,我们制作两个.adf文件,一个用于苯,一个用于水:

开始adfinput.
制作苯
另存为苯.ADF.

文件→新建
制作水
另存为water.adf
关闭adfinput.

接下来,我们制作一个包含我们刚刚制作的两个分子的SDF文件:

去adfjobs.
选择刚刚制作的苯和水工作(使用控制点击选择多项))
工具→添加到SDF ...
../_images/t13-addtosdf.png
在“附加到文件”选项中选择要创建的.sdf文件的名称:mols.sdf
单击“确定”

将创建具有指定名称的新SDF文件,其中包含您选择的结构。 您还可以使用相同的方法向.sdf文件添加额外的分子(只需选择现有的.sdf文件而不是新的文件)。 您还可以包含由计算结果产生的结构(.t21,.rkf文件等),甚至是简单的.xyz或.mol文件等。/

接下来我们希望为MOLS.SDF文件中的所有分子运行一系列作业(DFTB - ADF 几何优化 - ADF UV / VI)。 在系列(DFTB)的第一份工作中,指定使用.sdf文件中的分子:

再次在ADFInput中打开DFTB.adf文件(当被要求更新坐标时,单击否)
转到坐标面板
使用所选文件
分子来自:选择刚刚创建的mols.sdf文件
../_images/t13-coords-mols.png
文件→保存
在Adfjobs中,选择该系列中的最后一份工作(ADF-UVVIS)
工作→运行

您应该看到在ADFJOBS中再次运行的所有作业,但现在多次。 在.Results目录中,您将找到个人工作的结果, 并且总是在新的.sdf文件中收集的最终几何。

在Adfjobs中显示ADF-UVVIS作业的详细信息(单击三角形)
../_images/t13-uv-results.png

如在您可以通过ADFSPectra查看平均值或单个光谱,或使用ADFMovie的几何:

SCM→光谱 (选择ADF-UVVIS工作)
在ADFSPectra窗口中: 查看→平均/所有曲线
SCM→电影 (选择ADF-UVVIS工作)
../_images/t13-uv-average.png ../_images/t13-uv-movie.png