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Materials Studio官方教程（Help-Tutorials）- 使用模拟生成器进行库枚举

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发布于2022-12-18
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好酷屋教程网小编为您收集和整理了Materials Studio官方教程（Help-Tutorials）- 使用模拟生成器进行库枚举的相关教程：背景：旨在设计和组合测试包含数千个分子的计算方法，反映了高通量实验室技术的发展。用于枚举此类组合文库的两种主要方法是反应枚举，其中定义了通用反应和试剂列表，以及马库什枚举，其中涉及定义核心支架和一系列

背景：旨在设计和组合测试包含数千个分子的计算方法，反映了高通量实验室技术的发展。用于枚举此类组合文库的两种主要方法是反应枚举，其中定义了通用反应和试剂列表，以及马库什枚举，其中涉及定义核心支架和一系列可能的取代基。

Analog Builder 采用 Markush 枚举方法从多个内核和由 3D 坐标定义的片段构建库。一旦定义了脚手架及其连接点，就可以设计要连接的取代基集合。然后，Analog Builder 会列举出不同的可能组合，生成一套类似的结构，其数量可达到数千个。

简介：在本教程中，您将使用 Analog Builder 枚举一系列有机金属分子。您将使用三个不同的金属核来生成一个包含 240 个类似物的库。

目的：说明使用模拟生成器枚举分子库。

本教程重要节点：

定义核心-定义 R 基团-选择输出选项-定义新片段

1.定义核心

在马库什模式中，核心是取代基或 R 基团连接到其上的分子支架。在本教程中，您将使用锰、铬和钛作为核心支架结构。

在 Project Explorer 中，右键单击 Enumerate project root 并选择菜单中的 New | 3D Atomistic Document。单击工具栏上Sketch的Sketch Fragment，                                       然后从下拉列表中选择Fragment Browser。

这将打开 Fragment Browser 对话框，您将使用它来定义将用作 Markush 模式中的核心结构的金属模板。

在 Fragment Browser 对话框中，展开 Metal Templates 节点。从扩展的模板金属列表中选择4 coordinate Td ，然后从 Replace undefined atom with 下拉列表中选择 Mn。在新文档中单击一次。

所选片段在 3D Atomistic 文档中绘制草图。

在 Project Explorer 中，右键单击 3D Atomistic.xsd 并从快捷菜单中选择 Rename。将文档的名称更改为 Mn.xsd。

您已经创建了锰的核心结构。

重复上述步骤以创建新的 3D Atomistic 文档，分别称为 Cr.xsd 和 Ti.xsd，其中包含四面体铬和钛核。

注意:核心不必从片段库中获取。它们可以从您的 Materials Studio 安装提供的预建结构文件夹中导入，或者，您可以选择绘制一个您希望用作核心的结构。

现在您已经有了核心，您可以定义连接R基组的连接点。

从菜单栏选择Build | Build Analogs。

这将打开“构建模拟”对话框。您可以通过选择一个原子并单击 Cores 选项卡上的 Set 按钮来定义连接点。

单击 Sketch 工具栏上的 3D Viewer Selection Mode按钮选择，然后选择 Ti.xsd 文档中的末端氢原子之一。单击“构建模拟”对话框上的Set按钮。对其他两个氢原子重复此过程。

您已经在脚手架结构上定义了三个连接点，分别标记为 R1、R2 和 R3。请注意，当您单击设置按钮时，R 组数会自动增加。

注意：只有单键的末端原子可以用作连接点。

如果您愿意，可以将多个原子分配给同一个连接点组。在单击“设置”按钮之前，选择您希望定义为连接点组的所有原子。

为 Analog Builder 定义内核的最后一步是指定将使用哪些内核来构建模拟库。

在 Cores 选项卡上，单击网格 Core 列中的空单元格，然后从下拉列表中选择 Ti.xsd。

重复上述步骤，在 Cr 和 Mn 磁芯上定义名为 R1、R2 和 R3 的 3 个连接点，然后将它们添加到 Build Analogs 对话框的磁芯列表中。

您应该完成在 Build Analogs 对话框的 Cores 选项卡上定义的三个内核，每个内核都包含相同的三个连接点组 (CPG)，如下所示。

构建的类比总数显示在对话框左下角的总类比字段中。随着枚举的输入和参数的定义，该值会不断更新。请注意，此值当前为 3，因为您尚未定义任何R基组。

2.定义 R 基团

选择 Build Analogs 对话框的 Fragments 选项卡。

此选项卡允许您为构建过程定义 R 组。共有三个枚举选项：

所有组分开 – 所有 R 组都独立处理。在这种情况下，您将为每个核心中的每个 R 组定义一个片段列表；因此，您定义的三个 R 组和三个核心将要求您设置九个 R 组列表。

跨核心匹配组 – 具有相同名称的 R 组共享相同的片段列表。在这种情况下，您将为每个 R 组定义一个片段列表；因此，在您的三个核心中定义的三个不同的 R 组将需要您设置三个 R 组列表。

匹配所有组 – 所有 R 组都被认为是相同的。在这种情况下，您只需要定义一个片段列表。

选择All groups separate。

九个不同的连接点组显示在连接点组列表中，包括用于 Ti、Cr 和 Mn 的 R1-R3。

选择Match groups across cores。

所有核心现在都分组在一起，列表中包含三个 R 组中的每一个的条目。

注意：如果您选择了 All groups separate 或 Match groups across cores 选项并将片段分配给各个连接点组，您应该知道，如果您随后选择其他选项之一，那么片段将自动分配到整个连接点组以符合新设置。但是，如果您随后重新选择原始选项，片段分配不会更改 – 原始设置不会恢复。因此，建议您在开始选择要附加到连接点组的片段之前确定要使用的附加方案。

由于您已经定义了多个核心，您将使用 Match groups across cores 选项。现在您可以定义将添加到每个连接点的片段。

双击Connection point groups列表中包含 R1 的行。

这将打开选择片段对话框，其中包含片段浏览器中可用的相同片段，因此如果您需要定义自定义片段，则必须先将它们添加到片段库中。有关创建自定义片段的详细信息，请参阅定义新片段部分。

对于 R1 CPG，您将定义一些有机金属配体。

在选择片段对话框中展开Ligands节点。按住 CTRL 键并选择Allyl, Ammonia, Butadienyl, and Carbon Monoxide，然后单击选择结构按钮。

片段被转移到 Selected Fragments 列表中。

单击确定按钮。

这些片段现在与 R1 连接点组相关联。

提示：没有关联片段的连接点组在连接点组列表中以粗体显示。为 R 组定义片段后，粗体文本变为标准文本。

您还可以同时添加来自多个库的片段。

双击Connection point groups列表中包含 R2 的行以显示选择片段对话框。

展开Available fragments列表中的Ligands节点并选择Ethenyl, Ethylenediamine, and Ethylenediaminetetraacetate。通过单击 Select Structures 按钮将这些转移到 Selected Fragments 列表中。

展开Functional Groups 节点，选择Thiol 并将其转移到Selected Fragments 列表中。单击确定按钮。

对于 R3，您将定义片段库中的所有卤素。

双击Connection point groups列表中包含 R3 的行以显示选择片段对话框。选择Halogens节点并单击选择结构按钮。

片段库中卤素类别中的所有片段都将转移到选定片段列表中。

单击“选择片段”对话框上的“确定”按钮。

Build Analogs 对话框底部的 Total analogs 字段现在应指示将使用当前枚举参数构建总共 192 个潜在的类似物。您可以通过单击连接点组列表中的行来查看不同的片段组。

在 Build Analogs 对话框的 Fragments 选项卡上，选择 Connection point groups 列表中包含 R1 的行，然后选择包含 R2 和 R3 连接点组的行。

显示每个连接点组中包含的片段。您可以从枚举中删除片段，方法是在 Selected Fragments 列表中选择它们并按 DELETE 键，或者双击片段以显示选择片段对话框并单击取消选择结构按钮。

在连接点组列表中选择包含 R2 的行。从 Selected Fragments 列表中选择 Ethylenediaminetetraacetate，然后按 DELETE 键。

双击包含 R2 连接点组的行以显示选择片段对话框。将Hydrocarbons库中的Methyl和Ligands中的Phosphine添加到Selected fragments列表中，然后单击确定按钮。

一些潜在的类似物现在应该增加到 240，在“构建类似物”对话框中报告为“总类似物”。

3.选择输出选项

Build Analogs 对话框的 Options 选项卡允许您定义 Analog Builder 的输出选项。您可以选择将结果输出到研究表、轨迹文件或两者中。在本教程中，您将模拟输出到学习表。

注意：这里提到的学习表和轨迹文件将项目中的类比存储为隐藏的 .sd 文件。 Analog Builder 运行可能生成的 .std 和 .xtd 文件为 .sd 文件中包含的数据提供了不同的视图。如果您希望将此文件用于其他应用程序，您可以在硬盘驱动器上找到包含其他 Materials Studio 项目文件的本机 .sd 文件。

选择 Build Analogs 对话框的 Options 选项卡。确保从 Return results as 下拉列表中选择 Study table only。

现在您需要指定用于类似物的命名约定。

从 Name structure by 下拉列表中选择Core and fragment numbers。

注意：无法指定嵌入在学习表文档中的结构文件的名称。指定的命名选项用于填充研究表中的结构名称列。

您还可以选择对由 Analog Builder 构建的类比应用后处理。

选中 Clean structure 复选框表示将使用 Materials Visualizer 的 Clean 功能。该工具使用常见键长和键角的查找表来为每个模拟结构生成近似的起始几何形状。使用此选项可以显着增加模拟建筑的计算时间。

注意:Clean 操作不应替代具有良好哈密顿量或力场的几何优化。如果您的片段和核心已经优化，最好使用经典的、半经验的或量子力学的方法来优化它们，而不是使用 Clean 选项。

选中添加氢复选框表示材料可视化器的调整氢功能将用于用氢填充空价并重新计算每个模拟结构的当前氢原子的位置。

您将在本教程中整理类似物的结构。

选中Clean structures复选框并单击Build按钮。

Materials Studio 窗口底部的状态栏指示模拟生成器作业的进度。状态栏中报告了构建、清洁和将类似物插入学习表的各个阶段。在这种情况下，整个过程应该只需要几秒钟。

该过程完成后，将返回一个研究表，其中包含模拟结构、它们的名称（根据您指定的命名方案）以及构成每个模拟的核心和片段。

关闭 Build Analogs 对话框并双击 Ti.std 中的一个模拟结构。

该结构显示在学习表详细视图中。

关闭Study Table Detail View。

在学习表中选择 D 列。单击Study Table Viewer工具栏上的Sort Ascending按钮 升序排序。

这些行按附加到 R1 的片段排序。

提示：您可以对研究表中的类似物执行许多其他操作，包括使用 Forcite、VAMP 或 DMol3 优化它们的结构，或对齐它们。

从菜单栏选择File | Save Project保存项目，然后Window | Close All。

项目被保存，所有打开的文档都被关闭。

4.定义新片段

Materials Visualizer 的 Sketch Fragment 工具具有一项功能，允许您定义自己的自定义片段并将它们添加到片段库中，以便随后与 Analog Builder 一起使用或进行草图绘制。

在本例中，您将绘制苯酚并将其添加到片段库中。

首先画出苯酚，其结构如下所示。

创建一个新的 3D Atomistic 文档并将其重命名为 phenol.xsd。

使用草图工具栏上的工具构建苯酚。通过单击Adjust Hydrogen按钮

调整氢向结构中添加正确数量的氢原子，然后通过单击Clean按钮

为结构提供合理的初始几何形状。

注意：为了使结构有效地添加到片段库中，它必须是连续键合且非周期性的。片段可以通过草图构建，也可以从预先存在的文件中导入。

单击草图工具栏上的Sketch Fragment，

然后从下拉列表中选择Define Fragment。

这将打开“定义片段”对话框。将自定义片段添加到片段库的第一步是定义连接点，这是在绘制和模拟构建操作期间它将连接到其他原子的点。对于苯酚，连接点是羟基氢。

注意：只有单键的末端原子可以用作连接点。不允许有多个连接点；您不能将具有多个连接点的片段添加到片段库。

单击 3D Viewer Selection Mode按钮选择并选择 phenol.xsd 中的羟基氢原子。单击“定义片段”对话框中的Define按钮。

在苯酚分子上定义了一个连接点，由原子周围的红色笼子表示。

从 Fragment library 下拉列表中选择 Rings，然后在 Fragment name 框中输入名称 Phenol。单击添加按钮，然后关闭对话框。

苯酚片段被添加到片段库的 Rings 部分，正如状态栏中的消息 Fragment Phenol created in library Rings 所确认的那样。

提示：如果您愿意，您还可以通过直接在片段库字段中输入名称来为要添加的片段创建一个新库。

您现在可以将苯酚片段用于草图或作为模拟生成器的 R 组。

从菜单栏中选择File | Save Project保存项目或单击Project工具栏上的Save Project按钮保存项目。

本入门教程到此结束。

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本文来源： https://www.haoku5.com/IT/639e7eeec1a910ca59066593.html

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