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目次
• GRRMを使ってどういう結果が得られるか 実際に見てみましょう
1. GRRM:グローバル反応経路マッピング
2. 2PSHS:二点間法による遷移構造(TS)最適化
3. SCW:二点間中間体(EQ)の探索
4. MC-AFIR:人工力誘起反応法を用いた探索
2016/07/11 GRRMチュートリアル2016 2
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実習環境にブラウザでアクセス
http://bit.ly/IBznwf
2015/07/13 GRRMチュートリアル2015 3
※ ログイン用ユーザ名・パスワードは別紙参照 ※ Google Chrome または Mozilla Firefox をお使い下さい
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Job List画面を開く
2015/07/13 GRRMチュートリアル2015 4
Job Listをクリック
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Job List画面
2015/07/13 GRRMチュートリアル2015 5
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列の意味 Job ID 計算ジョブに割り当てられた一意な整数値 User 計算ジョブを投入したユーザ
Status 計算ジョブの状態 PEND: 実行待ち / RUN: 実行中 / EXIT: 終了
Job Name 計算ジョブのインプットファイル名 重複があれば、何個目かが括弧内に表示される
CPUs 計算ジョブに要求したCPUコア総数 RunTime 計算ジョブに要した時間(hh:mm:ss) Submitted 計算ジョブが投入された日時 Started 計算ジョブが実行開始した日時 Exited 計算ジョブが終了した日時
Job Control 計算ジョブを制御するボタン : 一時停止 / : 再開 : 再実行 / : 停止 / : 削除
Analysis
計算結果を処理するボタン : 計算結果をVisomin向けに内部変換する : 見つかった構造の全体的な情報を一覧する : グローバル反応経路マップを表示する : エネルギー準位図を表示する
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GRRM_で始まるジョブデータを開く
• Job Name列がリンクになっているのでクリック
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GRRM計算の入力の例
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GRRM計算、理論=B3LYP、基底関数系=6-31G* 電荷0、スピン多重度1 分子構造(GRRM計算の初期構造) オプション
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Method/Basis Set or Custom…
• 「理論/基底関数系」の書式で文字列指定します
• 例えば「HF/6-31G」など
• 量子化学計算ソフトにそのまま受け渡されます
• Gaussian09が対応しているもの一覧:http://www.gaussian.com/g_tech/g_ur/m_basis_sets.htm
2015/07/13 GRRMチュートリアル2015 9
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Charge, Spin Multiplicity
• Charge
–分子に対する電荷を指定します
• Spin Multiplicity
–スピン多重度を指定します
• Gaussianと同じ考え方で指定してください
2015/07/13 GRRMチュートリアル2015 10
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Atom Coordinates
• 系の原子の元素記号、3次元直交座標、 分子識別番号を原子毎に1行ずつ入力します
• 分子識別番号(オプショナル)・・・1スタートの整数
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2PSHS計算の入力の例
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生成物 (こちらを超球面の中心として 超球面を縮小しながら探索する)
反応物
順 番 を そ ろ え る
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SCW計算の入力の例
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生成物 (こちらを超球面の中心として 超球面を縮小しながら探索する)
反応物
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MC-AFIR計算の入力の例
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分子識別番号
γ = 200×s [kJ/mol] から 200 [kJ/mol] に徐々に増加 (s = 0~1の乱数)
50回継続してAFIR経路として新しい経路が 得られなければランダムな探索を終了
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計算結果の解析メニュー
• Job Listページにて
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見つかった構造の 全体的な情報を一覧する
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Name
構造の名前。EQはAbsolute Energyが一番低いものから順に0スタートで番号が振られます。TS・UDC・DDCは、グローバル
反応経路マップ上で隣接する構造の番号が低いものから順に0スタートで番号が振られます。同一の構造に隣接する場合はAbsolute Energyが低い方から番号が振られます。
Relative Energy EQ0からの相対的なポテンシャルエネルギー差(kJ/mol単位) Absolute Energy GRRM計算で求まったポテンシャルエネルギー値(a.u.単位) Symmetry 構造の対称性 Neighbors 反応経路マップ上で隣接する構造の名前
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グローバル反応経路マップを 表示する
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EQ(Equilibrium)
TS(Transition state)
UDC(Upward Dissociation Channel)
DDC(Downward Dissociation Channel)
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グローバル反応経路マップでの操作
• 初期状態: – EQ0を中心として、 最大2ホップ先の範囲まで表示
• ホップ数が同じ分子構造が 複数存在する場合 – 同心円上に、エネルギーの低い順から時計回りに配置
• マウスをクリックしたまま ドラッグすると3D回転 – EQ0からのポテンシャルエネルギー差が、初期表示での各丸の「奥行き(高さ)」
– グレーの水平面はEQ0の高さ
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分子構造の3D表示
• EQの丸をクリック
• 分子構造の名前と、EQ0からのポテンシャルエネルギー差(kJ/mol単位)も表示されます
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ポテンシャルエネルギーグラフ
• TS(またはUDC)の丸をクリック
• 隣接する分子構造と、 反応経路上の ポテンシャル エネルギーグラフ
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をクリックするとアニメ再生
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エネルギー準位図を表示する
• EQ・TSが 表示されます –初期状態では
UDC・DDCは 隠されています (⇒[Show DC])
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拡大縮小はマウスホイールで
• ホイール上下
–縦軸方向の拡大縮小
• クリックしたまま 上下にドラッグ
–縦軸方向にスライド できます
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分子構造の3D表示
• EQまたはUDC・DDCを クリック
• [Save as PNG]
–表示されている 3D分子絵を.pngで保存
• [Make Input]
–その分子構造を入力 としたNew Job画面へ
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ポテンシャルエネルギーグラフと 3D分子構造アニメーション
• TSをクリック
• 3D分子構造は マウスのドラッグ操作 で回転、ホイール 上下操作で拡大縮小
• [.log]⇒GaussViewで 表示できるIRCログ をダウンロード可能
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GaussViewでのIRC Plot例
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その他、画面内のボタン
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Refresh 画面をリロードします White and Black / Colorful
白黒表示 /カラフル表示を切り替えます (既定値:カラフル表示)
Show DC / Hide DC UDC ・DDCの表示 /非表示を切り替えます (既定値:非表示)
Save as PNG エネルギー準位図をPNG画像として保存します
Save in High Resolution (300dpi)
EPS エネルギー準位図をEPS形式で保存します(LaTeX向き)
PS PS形式で保存します(LaTeX向き) PDF PDF形式で保存します(LaTeX向き) PNG PNG形式で保存します(ポスター向き) SVG SVG形式で保存します(デザイン向き)
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ログアウト
• 画面右上の[Log Out]をクリック
–ブラウザを閉じるだけでも同じ効果があります
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GRRMで達成できたこと
• GRRM
– H3C2N の EQ 19 個、TS 75 個、DC 42 個 が自動探索された
• 2PSHS – 初期配座などの前提を使わずにTSを導出できた
• 事例:Diels-Alder反応
• SCW – 連鎖反応にも対応した2点間EQ(s)探索
• 始点・終点の間に絞って無駄なく探索できた
• AFIR – A+B解離状態を起点に探索できた
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