Seminář chemického modelování
Přednáška
Cvičení/laboratoř
2020,
letní semestr
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Po
Út
St
Čt
Pá
| Kredity | 3 |
| Rozsah | 0 / 3 / 0 |
| Examinace | KZ |
| Jazyk výuky | čeština |
| Úroveň | bakalářský předmět |
| Garant |
prof. RNDr. Pavel Drašar, DSc. |
Anotace
Seminář seznamuje studenty se základy molekulového modelování a s tím spojenými předpověďmi základních pozorovatelných veličin, které se strukturou molekul souvisí.
Sylabus
1. Editory chemických struktur (CS/ChemDraw, ACD/ChemSketch, MDL/IsisDraw, BioRad/DrawItAll). Přenesení dvourozměrné representace molekuly do textového editoru (MS Word), případně do grafického editoru (Corel Draw, Adobe Illustrator).
2. Použití editoru chemických struktur k výpočtu identifikátorů SMILES, INCHI a k vyhledávání dat pro zadanou strukturu na Internetu
3. Použití editorů chemických struktur CS/ChemDraw, ACD/ChemSketch k předpovědi (výpočtu) názvů sloučenin, složení a pozorovatelných (fyzikálně chemických) vlastností (rozpustnost, index lomu, dielektrická konstanta, teplota varu a tání, tautomerní formy, logP)
4. Předpověď spektrálních charakteristik pomocí editorů chemických struktur CS/ChemDraw, ACD/ChemSketch (hmotová spektra a NMR spektra)
5. Získání trojrozměrných representací sloučenin pomocí ACD/ChemSketch a převod strukturních vzorců z CS/ChemDraw do CS/Chem3D, správné vyjádření chirality v dvojrozměrném zápisu a její trojrozměrná representace
6. Optimalizace trojrozměrných struktur pomocí programu CHARMM v ACD/ChemSketch a pomocí programu MM2 (3), odečítání mezimolekulových vzdáleností a torzních úhlů, XYZ koordináty a zápis trojrozměrné struktury v souboru MDL/MOL a Z matice. Přenesení trojrozměrné representace molekuly do textového editoru (MS Word), případně do grafického editoru (Corel Draw, Adobe Illustrator).
7. Optimalizace trojrozměrných struktur pomocí programu GAUSSIAN 03 W z prostředí CS/Chem3D a srovnání s výsledky výpočtu MM. Volba parametrů výpočtu (metody, báze atp.). Vysvětlení lokálního minima a jeho demonstrace. Molekulová dynamika.
8. Výpočet rozložení náboje/elektronů ve sloučenině a jeho zobrazení pomocí molekulárních povrchů s různým zabarvením. Výpočet van der Waalsových sterických nároků a jeho zobrazení v prostředí CS/Chem3D.
9. Výpočet infračerveného spektra pomocí programu GAUSSIAN 03 W z prostředí CS/ChemDraw. Volba parametrů výpočtu (metody, báze atp.)
10. Výpočet slučovacího a spalného tepla (energie) a konstrukce grafu konformační analýzy.
11. Srovnání pevnosti a konformační rigidity esterové a amidové (peptidové vazby).
12. Volný seminář, samostatná práce s programy CS/ChemDraw-CS/Chem3D.
13. Samostatný projekt k zápočtu.
14. Samostatný projekt k zápočtu.
2. Použití editoru chemických struktur k výpočtu identifikátorů SMILES, INCHI a k vyhledávání dat pro zadanou strukturu na Internetu
3. Použití editorů chemických struktur CS/ChemDraw, ACD/ChemSketch k předpovědi (výpočtu) názvů sloučenin, složení a pozorovatelných (fyzikálně chemických) vlastností (rozpustnost, index lomu, dielektrická konstanta, teplota varu a tání, tautomerní formy, logP)
4. Předpověď spektrálních charakteristik pomocí editorů chemických struktur CS/ChemDraw, ACD/ChemSketch (hmotová spektra a NMR spektra)
5. Získání trojrozměrných representací sloučenin pomocí ACD/ChemSketch a převod strukturních vzorců z CS/ChemDraw do CS/Chem3D, správné vyjádření chirality v dvojrozměrném zápisu a její trojrozměrná representace
6. Optimalizace trojrozměrných struktur pomocí programu CHARMM v ACD/ChemSketch a pomocí programu MM2 (3), odečítání mezimolekulových vzdáleností a torzních úhlů, XYZ koordináty a zápis trojrozměrné struktury v souboru MDL/MOL a Z matice. Přenesení trojrozměrné representace molekuly do textového editoru (MS Word), případně do grafického editoru (Corel Draw, Adobe Illustrator).
7. Optimalizace trojrozměrných struktur pomocí programu GAUSSIAN 03 W z prostředí CS/Chem3D a srovnání s výsledky výpočtu MM. Volba parametrů výpočtu (metody, báze atp.). Vysvětlení lokálního minima a jeho demonstrace. Molekulová dynamika.
8. Výpočet rozložení náboje/elektronů ve sloučenině a jeho zobrazení pomocí molekulárních povrchů s různým zabarvením. Výpočet van der Waalsových sterických nároků a jeho zobrazení v prostředí CS/Chem3D.
9. Výpočet infračerveného spektra pomocí programu GAUSSIAN 03 W z prostředí CS/ChemDraw. Volba parametrů výpočtu (metody, báze atp.)
10. Výpočet slučovacího a spalného tepla (energie) a konstrukce grafu konformační analýzy.
11. Srovnání pevnosti a konformační rigidity esterové a amidové (peptidové vazby).
12. Volný seminář, samostatná práce s programy CS/ChemDraw-CS/Chem3D.
13. Samostatný projekt k zápočtu.
14. Samostatný projekt k zápočtu.
Literatura
D: Caffery ML Dobosh PA, Richardson DM, Laboratory Excercises using Hyperchem, Hypercube 1998.
D: Spartan 04 Windows, Tutorial and User Guide, Wavefunction 2001.
D: Spartan 04 Windows, Tutorial and User Guide, Wavefunction 2001.