Bakalářská práce

Atomové typy v metodách pro výpočet parciálních atomových nábojů

Atom types in methods for calculation of partial atomic charges

Radka Sedláková
Anotace

Parciální atomové náboje jsou vhodnou charakteristikou pro popis elektrostatických vlastností molekul. Pro jejich výpočet bylo vyvinuto množství kvantově-chemických a empirických metod. Ve výpočtech vybraných empirických metod vystupují neznámé (parametry), které lze získat z experimentálních dat nebo pomocí procesu tzv. parametrizace. Parametrizace empirických metod je netriviální výpočetní problém …více

Abstract

Partial atomic charges are fit for describing electrostatic properties of molecules. Several methods have been proposed for their calculation. These divide into methods based on quantum chemistry computations and empirical methods. Empirical calculations depend on unknown variables (parameters) which can be either derived from experimental data or gained through the process of parameterization. Parameterization …více

Zadání práce

Parciální atomové náboje jsou reálná čísla, jejichž cílem je popsat rozložení elektronové hustoty v molekule. Nacházejí mnohá uplatnění ve výpočetní chemii nebo chemoinformatice, konkrétně např. v oblastech jako je QSAR/QSPR modelování či jiné aplikace atomových deskriptorů, molekulový docking nebo virtuální screening. Jelikož se jedná pouze o teoretický koncept, nelze je určit experimentálně a existuje tak velké množství jejich definic. Standardní metody výpočtu vycházejí z kvantové mechaniky, nicméně výpočetní náročnost limituje jejich využití pouze na malé systémy. Empirické metody využívající naměřená nebo parametrizovaná data naproti tomu představují výrazně rychlejší alternativu. Parametrizace těchto metod je však netriviální proces, který je ovlivněn řadou faktorů. Jedním z nich je rozdělení atomů do atomových typů, např. dle nejvyššího řádu vazby, hybridizace, chemického okolí ap.

Cíle bakalářské práce jsou:
  1. Seznámit se s problematikou parciálních atomových nábojů a metodami jejich výpočtu.
  2. Provést rešerši atomových typů objevujících se v literatuře popisující empirické metody.
  3. Definovat klasifikátory, které nalezené atomové typy popisují, a implementovat je jako knihovnu jazyka Python.
  4. S využitím externího nástroje provést a vyhodnotit parametrizaci metod EEM [1] a PEOE [2] při zavedení různých klasifikací atomů.
[1] Mortier, Wilfried J., Swapan K. Ghosh, and S. Shankar. "Electronegativity-equalization method for the calculation of atomic charges in molecules." Journal of the American Chemical Society 108.15 (1986): 4315-4320.
[2] Gasteiger, Johann, and Mario Marsili. "Iterative partial equalization of orbital electronegativity -- a rapid access to atomic charges." Tetrahedron 36.22 (1980): 3219-3228.
Práce zkontrolována:
15. 5. 2019 22:02, RNDr. Tomáš Raček, Ph.D., učo 324965
Jazyk práce
čeština čeština
Termín obhajoby
26. 6. 2019
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

RNDr. Tomáš Raček, Ph.D., učo 324965
VyCh CSB CEITEC MU

Oponent

prof. RNDr. Radka Svobodová, Ph.D., učo 4056

Masarykova univerzita Přírodovědecká fakulta
Studijní program
Biochemie

Práce na příbuzné téma

Seznam prací, které mají shodná klíčová slova.

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.