Методики расчета термодинамических характеристик сим-триазинов в компьютерных программах пакета HyperChem

В программе HyperChem представлены различные методы расчета термодинамических характеристик веществ, методики работы представлены ниже.

1.4.1. Методы молекулярной механики: оптимизация геометрии и термодинамические свойства

Для начала расчетов методом молекулярной механики в диалоговом окне необходимо выбрать Forcefild (Силовое поле) – потенциальную функцию для расчетов. Можно выбрать один из четырех методов (^ MM+, AMBER, BIO+, OPLS), ссылки на которые можно увидеть в диалоговом окне.
Метод MM+ разрабатывался для органических молекул. Он учитывает потенциальные поля, формируемые всеми атомами рассчитываемой системы, и позволяет гибко модифицировать параметры расчета в зависимости от конкретной задачи, что делает его, с одной стороны, наиболее общим, а с другой – резко увеличивает необходимые ресурсы по сравнению с другими методами молекулярной механики. Ряд возможностей для изменения параметров этого метода можно получить, выбрав кнопку Options в пункте выбора Силового поля (Forcefield) [51].

Метод AMBER разрабатывался для белков и нуклеиновых кислот. В нем существует возможность выбрать опцию либо учета всех атомов по отдельности, либо опцию объединенного атома, под которым подразумевается группа эквивалентных атомов с одинаковыми свойствами. В последнем случае несколько атомов или их группа обрабатываются как один атом с одним типом.

BIO+ – разрабатывался для биологических макромолекул и во многом повторяет AMBER.

OPLS – разработан для белков и нуклеиновых кислот. Он подобен AMBER, но более точно обрабатывает нековалентные взаимодействия.

Electrostatics (электростатика) – нековалентные электростатические взаимодействия рассчитываются с использованием взаимодействий дипольного типа или частичных атомных зарядов.

Bonddipoles – используется для расчетов нековалентных электростатических взаимодействий. Значение этого параметра определяется в файле параметров MM+.

Atomiccharges – используется для расчетов нековалентных электростатических взаимодействий. Можно задавать неполные (частичные) атомные заряды посредством меню Build, пункта SetCharge, или можно использовать результаты полуэмпирических или abinitio расчетов, в рамках которых рассчитываются частичные заряды для каждого атома методом Малликена [52].

Cutoffs (ограничение) – данный параметр определяет максимальное расстояние для нековалентных взаимодействий.

Switched – вводит сглаживающую функцию при расчетах молекул в Periodic. Box (периодический ящик) – вводит периодические условия по трем декартовым координатам. Этот подход позволяет плавно уменьшать слабые взаимодействия вплоть до нуля, перемещаясь из внутренней области во внешнюю. В этом случае HyperChem устанавливает параметр Switched и значения внутренней (Inner) и внешней (Outer) сфер (Spheres).

None – этот параметр устанавливается для расчета свойств систем в вакууме.

Shifted – вводит сглаживающую функцию, которая действует на все пространство от 0 до внешней сферы. Эта функция позволяет плавно уменьшать нековалентные взаимодействия до 0.

Outerradius – для параметров Switched и Shifted определяет максимальное расстояние, на котором нековалентные взаимодействия становятся равными 0. Обычно, это значение выбирается не менее чем на 4 A больше, чем внутренний радиус. Для периодических граничных условий это значение равно половине минимального размера периодического ящика.

Innerradius – выбирается только в случае установки Switchedcutoffs. Это максимальное межатомное расстояние для полного учета нековалентных взаимодействий. В случае выбора периодических граничных условий это значение выбирается на 4 A меньше, чем половина минимального размера Периодического ящика, или менее, вплоть до 0.

Внимание, установки Cutoffs возвращаются к своим стандартным значениям в случае, когда в рабочее поле помещается новая наноструктура [53].