Вопросы по совершенствованию программы Chemcraft

[amge]

проще и надежнее крутануть эти связи, чем выполнять конформационный поск креста который сделан для больших и сложных систем.

Вот всё не так.
"Проще". Что может быть проще, чем сказать в терминале "crest my_molecule.xyz". Никаких развесистых инпутов, и даже мануал читать не надо. А по какому алгоритму, простому или сложному, программа работает, мне, как юзеру, без разницы.
"Надёжнее". По факту, crest вполне обеспечивает полноту конформационного пространства. И, насколько я понимаю, и по алгоритму тоже. Зато obabel. который просто крутит связи, зачастую пропускает интересные конформеры. Может, плохо крутит. Сделайте свою крутильную программу, и сравним.
"для больших и сложных систем". Как раз для таких crest работает хреново. Долго. Например, для C52H63O18S12 искал конформеры несколько суток, на весьма неслабом компьютере. А на более больших структурах зачастую просто падает.

[Гесс]

Прямо такое реализовано в Material Studio, я пробовал один раз, не зашло категорически тупо ввиду стоимости.

Вы имеете в виду что если не оценивать грубым методом может ли "взлететь" конформация, а просто перебрать по углам и для каждого угла выполнить оптимизацию, то многовато времени уходит?
Зато, полагаю, это надёжнее - а то вдруг этот грубый метод для оценки соврёт и вы что-то пропустите.

У MOE есть "систематический перебор", это конечно не тоже самое, но чтото более близкое (альтернативой идут stochastic и low mode MD).
Да, риск чтото пропустить есть всегда.

Но задач на самом деле две:
- создать некую геометрию
- оценить ее энергию
пока речь идет про конформеры н-гексана - 5 связей, из них две концевые ничего не решают, итого 3 связи, по 3 угла для каждой если полностью игнорировать симметрию, это меньше 30 конформеров - да хоть дфт использовать.
на 1,6-гександиоле мы говорим уже про больше 200 конформеров (игнорируя симметрию) и это помалу становится неприятным для дфт. В цитроненале (статья креста) тоже 5 вращабельных диэдральников, но там симмметрия уже покинула чат зато стерика, дисперсия и функциональная группа начинают оказывать влияние и далеко не факт что там будет по 3 конформера на каждый диэдрал https://pubs.rsc.org/en/content/article ... C9CP06869D рис 9.
если мы коснемся циклов - там полный мрак и ужас, систематическое вращение невозможно, так что уже для циклогексанового кольца получить ванну и кресло уже задача, а получить твист - двойная задача. А для краунэфиров - сушите весла сразу, тысячи конформеров, которые вообще не понятно как ловить систематически, и они очень близки по энергии.
вообщем очень быстро наступает момент когда количество конформеров получаемых систематическим поиксок превышает наши возможности оценить их энергию надежным методом. Разумеется для тайтбайндинга это наступает позже чем для дфт, а для форсфилдов еще позже, но тогда встает вопрос как же делать лучше. Однозначного ответа на него нет, классическое решение которое я вижу в работах: несистематический поиск конформеров с оценкой на самом дешевом методе пригодном для этого количества, потом низшие много пересчитывать на более высоком уровне теории.

[Гесс]

Например, для C52H63O18S12 искал конформеры несколько суток, на весьма неслабом компьютере. А на более больших структурах зачастую просто падает.

Справедливости ради - брутто формула ничего не говорит про сложность задачи. Если это чисто условно какой то сульфлавен или серодопированный фуллерен - там может быть очень мало конформеров.
Гугл по этой брутто дает несколько структур, в первую очередь какой то трифенилметильный радикал густо увешанный меркапто и карбоксильными группами.

[amge]

какой то трифенилметильный радикал густо увешанный меркапто и карбоксильными группами.

Как раз он и есть! Называется OX063. Это одна из немногих ставших весьма популярными разработок нашего института. Конформеров там много.

[amge]

для циклогексанового кольца получить ванну и кресло уже задача, а получить твист - двойная задача.

Если генератор нам выдал ванну, то это плохой генератор. Потому как конформеров там только два, кресло и твист.

Кстати, спасибо, что убрал мои пустые посты

[Uncle4enni]

Вы имеете в виду что если не оценивать грубым методом может ли "взлететь" конформация, а просто перебрать по углам и для каждого угла выполнить оптимизацию, то многовато времени уходит?
Зато, полагаю, это надёжнее - а то вдруг этот грубый метод для оценки соврёт и вы что-то пропустите.

пока речь идет про конформеры н-гексана - 5 связей, из них две концевые ничего не решают, итого 3 связи, по 3 угла для каждой если полностью игнорировать симметрию, это меньше 30 конформеров - да хоть дфт использовать.
на 1,6-гександиоле мы говорим уже про больше 200 конформеров (игнорируя симметрию) и это помалу становится неприятным для дфт. В цитроненале (статья креста) тоже 5 вращабельных диэдральников, но там симмметрия уже покинула чат зато стерика, дисперсия и функциональная группа начинают оказывать влияние и далеко не факт что там будет по 3 конформера на каждый диэдрал https://pubs.rsc.org/en/content/article ... C9CP06869D рис 9.

Все так, я не спорю, для каждой задачи нужно использовать свой инструмент.
Кажется я тригернул народ словосочетанием "генератор конформеров", имеется в виду просто удобный генератор множества структур по заданым правилам. Эти сруктуры потом планируется скармливать в любой понравившийся софт который удовлетворяет всем хотелкам по быстродействию, уровню теории, учету растворителя и т.д.

Из очевидных плюсов такого решения, ты не ограничен функциональностью расчетного пакета в котором генерируешь структуры.
Из недавнего например, надо было прикинуть переходные состояния где было несколько ротамеров. Как итог, пришлось прикинуть переходное состояние, руками покрутить связи. Как итог на расчет переходных состояний в два прогона(оптимизация с заморозкой, и оптимизация ПС) ушло времени меньше, чем я потратил на поиск софта который может покрутить связи за меня, с учетом замороженного реакционного центра.

[amge]

софта который может покрутить связи за меня, с учетом замороженного реакционного центра.

Тот же crest такое умеет Я им и ищу конформеры переходных состояний.

[madschumacher]

Кажется я тригернул народ словосочетанием "генератор конформеров", имеется в виду просто удобный генератор множества структур по заданым правилам. Эти сруктуры потом планируется скармливать в любой понравившийся софт который удовлетворяет всем хотелкам по быстродействию, уровню теории, учету растворителя и т.д.

"я не это имел в виду," но после этого объясняется ровно одно из того, о чём говорилось выше. Автоматически любую из этих задач (а выше был разжёван весь workflow, от начальных вариантов, предлагаемых Вами, до самых последних стадий), решать очень сложно. И это отличный способ погубить лучший молекулярный вьюер, который девелопится одним человеком (отвлечь на задачу-чёрную дыру, откуда просто так не выбраться, вместо разработки реально полезных и реализуемых фич).

Как итог, пришлось прикинуть переходное состояние, руками покрутить связи. Как итог на расчет переходных состояний в два прогона(оптимизация с заморозкой, и оптимизация ПС) ушло времени меньше, чем я потратил на поиск софта который может покрутить связи за меня, с учетом замороженного реакционного центра.

Вы знаете, это так и есть, это одна из тех задач, которую если можно решить вручную, лучше так и сделать. Кемкрафт (и другие вьюеры-билдеры) дают эту возможность. А если вручную не выходит, то надо не требовать от вьюеров такое, а использовать один из специализированных инструментов для этих задач. Это не редкая задача, но сложная (сравнимая по сложности с самой квантовой химией), поэтому если нужно делать это много и часто, то надо разбираться в этой теме. И опять же, простые user-friendly решения есть на рынке, тот же CREST.

[Uncle4enni]

софта который может покрутить связи за меня, с учетом замороженного реакционного центра.

Тот же crest такое умеет Я им и ищу конформеры переходных состояний.

О а это кстати спасибо, я о таком не знал.

[Uncle4enni]

Вы знаете, это так и есть, это одна из тех задач, которую если можно решить вручную, лучше так и сделать. Кемкрафт (и другие вьюеры-билдеры) дают эту возможность. А если вручную не выходит, то надо не требовать от вьюеров такое, а использовать один из специализированных инструментов для этих задач. Это не редкая задача, но сложная (сравнимая по сложности с самой квантовой химией), поэтому если нужно делать это много и часто, то надо разбираться в этой теме. И опять же, простые user-friendly решения есть на рынке, тот же CREST.

Вот именно, что вручную выходит, просто требует много обезьяней работы. От того мне и не понятно, что в этом сложного.
Не исключаю, что из за того, что я не очень в теме то мне не очевиден масштаб проблеммы.

[madschumacher]

Вот именно, что вручную выходит, просто требует много обезьяней работы. От того мне и не понятно, что в этом сложного.

Вам же выше объяснили в разных словах в чём сложность: комбинаторный взрыв + сложность формулировки правил, по которым отсекать нереальные структуры.

Допустим, у Вас нет циклов, только вращение по всяким связям (разветвлённые алканы, например), и этих связей у Вас N штук. Пусть на одну связь возможно три угла (0^o, 120^o, 240^o). Тогда число возможных конформаций у Вас имеет вид 3^N, т.е. экспоненциальный рост от числа связей. В случае 5 связей, их уже за 200 штук, а в случае 9 (например, декан, C₁₀H₂₂, маленькая молекула-то), их уже около 20 тысяч. Давайте оценим память на это дело, пусть 1 координата занимает 1 байт, на одну структуру нам нужно 32*3 байта, а всё это хозяйство для одной маленькой молекулы займёт 2 мегабайта. А представьте, что будет если Вы зададите молекулку на 100 атомов? Число конфигураций и размер на одну из них внезапно становится не таким маленьким

И это только для грубого упрощения в 3 значения угла поворота, на практике нужно брать более мелкое разделение, скажем, хотя бы 6-10 значений. А дальше из всего этого многообразия надо отобрать адекватные структуры. И тут возникает проблема, что при жёстком вращении по углам, без оптимизации других параметров, будут получаться "врезающиеся" друг в друга атомы. И что с ними делать? Допустим, они на расстоянии 2 Å друг от друга, надо их выкидывать? По каким радиусам делать отсечки (ковалентные, ван-дер-ваальсовы, ионные, и из какой таблицы)? А если мы немножко изменим другие параметры (связи, углы), они внезапно могут разъехаться, и такая "невыгодная" структура может по результату оказаться искомой.

Вот поэтому есть специальные алгоритмы, которые и занимаются решением каждой из этих проблем, тот же (Open)Babel, разные коды, типа Tinker-а, CREST, и ещё туча разных подходов и кодов.

[Uncle4enni]

Вот именно, что вручную выходит, просто требует много обезьяней работы. От того мне и не понятно, что в этом сложного.

Вам же выше объяснили в разных словах в чём сложность: комбинаторный взрыв + сложность формулировки правил, по которым отсекать нереальные структуры.

Допустим, у Вас нет циклов, только вращение по всяким связям (разветвлённые алканы, например), и этих связей у Вас N штук. Пусть на одну связь возможно три угла (0^o, 120^o, 240^o). Тогда число возможных конформаций у Вас имеет вид 3^N, т.е. экспоненциальный рост от числа связей. В случае 5 связей, их уже за 200 штук, а в случае 9 (например, декан, C₁₀H₂₂, маленькая молекула-то), их уже около 20 тысяч. Давайте оценим память на это дело, пусть 1 координата занимает 1 байт, на одну структуру нам нужно 32*3 байта, а всё это хозяйство для одной маленькой молекулы займёт 2 мегабайта. А представьте, что будет если Вы зададите молекулку на 100 атомов? Число конфигураций и размер на одну из них внезапно становится не таким маленьким

И это только для грубого упрощения в 3 значения угла поворота, на практике нужно брать более мелкое разделение, скажем, хотя бы 6-10 значений. А дальше из всего этого многообразия надо отобрать адекватные структуры. И тут возникает проблема, что при жёстком вращении по углам, без оптимизации других параметров, будут получаться "врезающиеся" друг в друга атомы. И что с ними делать? Допустим, они на расстоянии 2 Å друг от друга, надо их выкидывать? По каким радиусам делать отсечки (ковалентные, ван-дер-ваальсовы, ионные, и из какой таблицы)? А если мы немножко изменим другие параметры (связи, углы), они внезапно могут разъехаться, и такая "невыгодная" структура может по результату оказаться искомой.

Вот поэтому есть специальные алгоритмы, которые и занимаются решением каждой из этих проблем, тот же (Open)Babel, разные коды, типа Tinker-а, CREST, и ещё туча разных подходов и кодов.

Опять же не вижу проблем. Как будто у Tinker-а и CREST-а нет ограничений или у каких нибудь других методов расчета попа не лопается от невпихуемой задачи. Как говорится - только ситхи все возводят в абсолют. Выставил ограничение на число связей в пределах разумного, немного но лучше чем ничего.
По поводу искомой геометрии, тоже нет проблем если не ставить программе такую цель найти искомую геометрию.

Не надо из молотка делать микроскоп.

[Гесс]

Не, запихнуть в кемкрафт вращатель на 120 градусов я думаю Vit Nhok сможет (особенно без оценки энергий то). Возможно даже с выбраковкой дублей. Просто на мой взгляд это не будет "генератором конформеров", а будет весьма странной и малофункциональной приблудой. А впихивать в кемкрафт полноценный генератор конформеров - ну это путь Nero. Когда программа для записи дисков обзавелась видеопроигрывателем, архиватором и антивирусом. Впрочем я думаю я, amge и madshumaher свое мнение уже выразили. Если Vit Nhok хочет это реализовать - ну мы сделали что могли.

[Uncle4enni]

Не, запихнуть в кемкрафт вращатель на 120 градусов я думаю Vit Nhok сможет (особенно без оценки энергий то). Возможно даже с выбраковкой дублей. Просто на мой взгляд это не будет "генератором конформеров", а будет весьма странной и малофункциональной приблудой. А впихивать в кемкрафт полноценный генератор конформеров - ну это путь Nero. Когда программа для записи дисков обзавелась видеопроигрывателем, архиватором и антивирусом. Впрочем я думаю я, amge и madshumaher свое мнение уже выразили. Если Vit Nhok хочет это реализовать - ну мы сделали что могли.

Ну вы меня хотя бы поняли. Это действительно должна быть малофункциональная приблуда, пускай и странной на взгляд маститых квантовиков затейников. Но на мой взгляд наличие таких на первый взгляд малофункциональных утилит, без которых казалось бы можно обойтись и делает ChemCraft приятным в использовании.
Например:
калькулятор заселенности - можно посчитать и в excel, но в ChemCraft удобнее.
Инверсия геометрии - меняешь знаки у координат и будет тоже самое, но в ChemCraft делается в три клика.
и таких фишек много, но лично мне нехватает вращателя для нескольких связей.

[Uncle4enni]

Есть же File/Open multiple files?

Как открыть за раз много файлов нашел, а есть ли простой способ вывести таблицу имена и финальные энергии открытых файлов?

[Vit Nhoc]

Есть же File/Open multiple files?

Как открыть за раз много файлов нашел, а есть ли простой способ вывести таблицу имена и финальные энергии открытых файлов?

Ок, сделаю.
Только с таблицей имён не совсем понятно, для чего это нужно.
И полагаю если уж я сделаю перебор конформеров, надо сделать нахождение из этого набора файла с наименьшей энергией?

[Vit Nhoc]

Я собираюсь сделать то что предлагает Uncle4enni, но позже. Полагаю, такая утилита может быть полезна, если конформеров не слишком много, и человек считает на Гауссиане и ему лень скачивать Крест, проще в лоб перебрать все углы.
Сейчас это упирается в то, что я пытаюсь засабмитить статью по расчётам pK кислот в воде; когда доведу это до конца (если получится), перейду к следующему этапу - буду добавлять в модель много молекул воды в с подходом ONION (QM/MM). Для этого надо будет оптимизировать множество начальных геометрий (поскольку я убедился что в разных локальных минимумах, где образуется разное количество водородных связей, различие в энергиях огромное и надо искать условно-глобальный), так что я сделаю перебор и заодно для текущего запроса.

[Vit Nhoc]

В предыдущей версии Chemcraft оказалась лажа с построением слабов, вроде исправлено здесь:

https://chemcraftprog.com/files/Chemcra ... _win64.zip

Гесс, протестируйте пожалуйста.

[Гесс]

Спасибо, прттестю.
Я говорил что на маке удается открыть только одно окно Chemcraft? Во первых иногда хочется больше, во вторых фишки типа "перенумеровать согласно другому окну" или "сравнить структуры" просто недоступны.

[Uncle4enni]

Есть же File/Open multiple files?

Как открыть за раз много файлов нашел, а есть ли простой способ вывести таблицу имена и финальные энергии открытых файлов?

Ок, сделаю.
Только с таблицей имён не совсем понятно, для чего это нужно.
И полагаю если уж я сделаю перебор конформеров, надо сделать нахождение из этого набора файла с наименьшей энергией?

Спасибо. Если есть достаточно много поти одинаковых файлов с почти одинаковыми энергиями, то сопоставление типа пятая по счету энергия из пятого по счету файла уже не так удобно. Eсли в таблице есть прямое соответствие "имя файла - энергия", то это уже будет поудобней, к тому же скопировать можно сразу два столбца куда нибудь скопировать, что бы сохранить и не запутаться.