Português
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Ademir
J. Camargo (PG)1, Luis C. Morais
(PG)1, Márcia M. C. Ferreira
(PQ)2,
Milan
Trsic (PQ)1
1Departamento
de Química e Física Molecular, Instituto de Química
de São Carlos,
Universidade
de São Paulo - São Carlos, SP
2Instituto
de Química - UNICAMP, Campinas - SP
Palavras-chave: Conformação, PCA, Ângulo de torsão
Obter a conformação de um sistema molecular
associada com a mais baixa energia
potencial é
uma tarefa complexa, principalmente
devido à alta dimensionalidade do
problema. O
número de conformações possíveis
apresentado por um sistema molecular
cresce exponencialmente
com o aumento do grau de liberdade do sistema.
A pesquisa de
conformação
molecular usando o método sistemático de busca para quatro
ângulos de torção,
com passos de
30º, exige 20736 cálculos de energia
(single point). Usando a análise das
componentes
principais pode chegar a resultados similares
com apenas 864 cálculos de
energia. As vantagens
tornam se ainda mais evidentes com o aumento do número de graus
de
liberdade do
sistema: com 10 ângulos de torção,
por exemplo, usando o procedimento
sistemático
com passos de 30º, são necessários mais de 61,9
bilhões de cálculos para varrer
todas conformações
possíveis; este número de cálculos é
computacionalmente impraticável.
Usando PCA pode alcançar
resultados semelhantes com apenas 6480 cálculos de energia,
os
quais podem ser feitos,
usando um processador ULTRA SPARC e o método semiempírico
AM1, em aproximadamente
7hs. Este procedimento não determina valores absolutos para
os
ângulos de torção
analisados, mas sim um intervalo no qual encontra-se
o valor para mais
baixa energia, valor
este que pode ser feito tão pequeno quanto permita a
precisão do cálculo
neolignânico.
Na primeira análise os ângulos de torção a,
b, c, e d variaram de 0º à 360º com
passos de 36º.
A segunda foi feita sobre os intervalos selecionados na primeira com passos
de
5º, e a terceira
sobre os intervalos selecionados da segunda com passos de 1,5º. Os
resultados
mostram que o valores
experimentais encontram-se dentro dos limites dos intervalos
obtidos
na terceira análise.
Como já existe garantia que a região é de mínimo
global, pode-se usar os
métodos clássicos
de otimização para chegar à um valor específico
dos ângulos sob análise.
((CNPq)
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Ademir
J. Camargo (PG)1, Luis C. Morais
(PG)1, Márcia M. C. Ferreira
(PQ)2,
Milan
Trsic (PQ)1
1Departamento
de Química e Física Molecular, Instituto de Química
de São Carlos,
Universidade
de São Paulo - São Carlos, SP
2Instituto
de Química - UNICAMP, Campinas - SP
Key-words: Conformation, PCA, Torsion angle
To obtain the conformation of a molecular system with the lowest potential
energy is
a complex task,
mainly due to the high dimensionality of the
problem. The number of
possible conformations
that represent a molecular system increases exponentially
with the
number of degrees
of freedom of this system. Study of molecular conformation
by means
of classical
method of the systematic search for four
torsion angles and 30º increment
requires 20735 energy
calculations (single point). Similar results with only 864
calculations
can be obtained when
using principal component analysis. The advantage of this method
is
more evident when
the number of degrees of freedom of the system increases: for example,
with 10 torsion angles
and systematic search with 30º increment, 61.9 billion calculations
are
necessary to sweep
all possible conformations. This is
computationally just impractical.
By using PCA, similar
results can be obtained with only 6480 energy calculations, what
can
be performed
with processor ULTRA SPARC and
semi-empirical method AM1 in
approximatelly
7 hours. This procedure does not determine
the absolute values of the
analyzed torsion angles
but the interval in which the value of the minimum energy is placed.
The value
of this interval can be
rather small so that neolignans
can be studied.
In the first analysis,
the torsion angles a, b, c and d were varied from 0º
to 360º and 36º
increments.
The second analysis was carried out for the intervals that
had been selected in
the first analysis,
with angle increment 5º. The third analysis was
for the intervals that had
been selected in the
second analysis, with angle increment 1.5º. The
results show that the
experimental values
are positioned inside the limits of the intervals that were obtained
from
the third analysis.
Since there is already certainty about the region of
the global minimum,
the classical methods
of optimization can be used to get more exact value of
the analyzed
angles.
((CNPq)