有机分子力场的新进展:二面角修正与1-n对作用的引入
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摘要
我们完整的展示了一种基于拟合量子力学计算数据和实验热力学数据开发全原子力场的方法。对于一般的有机分子,其中的二面角多可自由旋转,其力场可使用常见的键伸缩、角弯曲、二面角扭转和1-4对作用描述。但是,当分子中的二面角因空间位阻而转动受限时,我们引入了额外的1-n对作用。我们详细讨论了如何通过产生特征构型与优化拟合顺序获得效果最好的力场参数,并给出了一种通过扫描特征构型得到全局最优构型的方法。我们采用文献中的范德华参数作为初始值,并根据分子模拟与实验的热力学结果进行调整,以期获得吻合度最佳的结果。在得到所有参数后,我们用分子模拟选择随机分子构型,通过比较他们在量子力学与分子力学方法下计算的结构势能的吻合度,证明我们力场的高度自洽性。为了体现其通用性,我们计算了48种不同有机分子的力场参数。结果表明,我们参数的计算结果全面优于现存的力场参数。据此,我们认为,我们的方法可改进那些在现有力场下表现不佳的分子。
引文
[1]Siyan Chen,Shasha Yi,Wenmei Gao,Chuncheng Zuo,and Zhonghan Hu,Force Field Development for Organic Molecules:Modifying Dihedral and 1-n Pair Interaction Parameters[J],Journal of Computational Chemistry,2015,36(6),376-384