Compte rendu des travaux pratiques: modélisation moléculaire

Thèmes abordés

Compte, rendu, travaux, pratiques, modélisation, moléculaire

Résumé du document

La modélisation moléculaire est l'ensemble des méthodes théoriques qui permettent d'étudier la structure et les propriétés des molécules à partir de calculs.

Il existe 2 types de méthodes :
-quantique où le cœur représente les particules
-classique il s'agit de la mécanique moléculaire où on ignore les électrons
La méthode classique est la plus utilisée car elle permet de représenter plus de 1000 atomes contre 50-100 maximum pour la méthode quantique.

Pour notre TP on utilise le logiciel NEMESIS qui représente les molécules à partir du nombre d'atomes, de leur type (C, O, N..), des connexions entre les atomes et des positions des atomes les uns par rapport aux autres.

Extraits

[...] Etude du 1,2-dichloropropane Charge: Dipole Moment = 1.52 Debyes Les valeurs de l'énergie totale et des contributions énergétiques sont: Coulombic Energy = - 1.327 kcal/mol Van der Waals Energy = 5.092 kcal/mol Bonding Energy = 0.066 kcal/mol Bond Angle Energy = 0.011 kcal/mol Torsional Angle Energy = 3.301 kcal/mol Total Energy = 7.143 kcal/mol Après optimisation Coulombic Energy = - 0.397 kcal/mol van der Waals Energy = - 0.993 kcal/mol Bonding Energy = 0.323 kcal/mol Bond Angle Energy = 0.810 kcal/mol Torsional Angle Energy = 0.269 kcal/mol Total Energy = 0.011 kcal/mol En fixant 2 angles de torsion différents on obtient la carte énergétique suivante: On constate que tout l'espace est occupé avec des zones de plus ou moins grande énergie. Les zones rouges correspondent aux molécules les plus probables car elles ont besoin de moins d'énergie. On observe une symétrie dans le sens de la longueur et de la largeur. En effet on a une répétition des motifs tous les 120°. [...]

[...] On ne peu pas calculer l'énergie totale car le logiciel n'est pas paramétré pour la liaision C-CL. Construction de molécules et optimisation de la géométrie moléculaire Quelques informations sur l'optimisation: Le champ de force permet de décrire l'énergie potentielle d'une molécule par un ensemble de fonctions analytiques simples, chaque fonction contenant des paramètres ajustables optimisés pour obtenir le meilleur accord entre données expérimentales et calculées. L'équation générale du champ de force est du type : V=(Vélongation des liaisons+ (Vdéformation des angles+ (Vtorsion+ (Vvan der waals Etude de l'aspirine Charge: Dipole Moment = 1.67 Debyes Les valeurs de l'énergie totale et des contributions énergétiques sont : Coulombic Energy = - 33.185 kcal/mol van der Waals Energy = 2.469 kcal/mol Bonding Energy = 0.281 kcal/mol Bond Angle Energy = 3.250 kcal/mol Torsional Angle Energy = 0.388 kcal/mol Total Energy = - 26.798 kcal/mol Afin de déterminer la géométrie exacte de la molécule le logiciel utilise une méthode semi-empirique et une donnée inconnue qui lui est nécessaire pour effectuer les calculs. [...]

[...] Pour notre TP on utilise le logiciel NEMESIS qui représente les molécules à partir du nombre d'atomes, de leur type N . des connexions entre les atomes et des positions des atomes les uns par rapport aux autres. Objectifs du TP : L ‘objectif du TP est de voir les différentes conformations des molécules, de comprendre le rôle des paramètres structuraux et de prédire la conformation optimale d'une molécule dans un environnement donné. 1-Calcul géométrique et fitting moléculaire. Le fitting nous indique le degrés d'homologie entre deux molécules. Plus le RMSD tend vers 0 plus les molécules sont identiques. [...]

[...] Conclusion : La mécanique moléculaire présente l'avantage d'être une méthode rapide et simple à mettre en oeuvre grâce à l'outil informatique. De plus les géométries et les énergies obtenues sont souvent égales à celles fournies par les méthodes quantiques. Cependant il faut faire attention car elle ne peut prédire la rupture ou la formation des liaisons ainsi que la géométrie et les propriétés des molécules dans lesquelles la délocalisation des électrons ou les interactions entre orbitales jouent un rôle important. Atom C8 found in fixed molecule ( 1). [...]

[...] La forme générale de ces deux molécules présente une similitude que l'on peut mettre en évidence grâce au fitting. On constate que le RMSD est faible ce qui confirme une certaine similitude entre ces deux molécules. Etude de FLEX1 Calcul de la surface de Van Der Waal et de Connolly. Van Der Waals : sonde sphérique d'un rayon donné qui se développe à la surface de la molécule. Connolly : surface moléculaire en contact avec une sphère de rayon donné (molécule d'eau). On aura toujours surface de connolly [...]