常用化学软件新版本简介课件_北京宏剑科讯计算机中心_119页.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,北京宏剑科迅计算机技术中心,Beijing Hong-cam Computer Technologies Center,常用化学软件新版本简介,北京宏剑科迅计算机技术中心,北京宏剑科迅计算机技术中心创立于,1997,年,3,月，总部位于加拿大温哥华，在北京设此公司负责在华的有关业务。面向有关化学、材料科学和生命科学领域的用户，提供系统集成服务的专业计算机公司。,目前，公司同,Gaussian Inc,，,Cambridgesoft,Inc,，,Fujitsu Inc,，,Hypercube Inc,Molpro,Birmingham University,等世界,30,余家著名化学软件供应商签署了中国总代理业务协议，并为用户提供了技术支持、培训中心。销售相关领域软件,200,多种产品及版本。,软件,Gaussian03,ChemOffice2004,HyperChem7.1,Cache work system Pro 6.0,Molpro,2002.6,Jaguar4.4,高精度能量计算,Gaussian03,MOLPRO2002,DFT,计算,Wien2K,ADF,量化程序,Gaussian03,HyperChem7.5,MOLPRO2002,Jaguar,Spartan,Q-,Chem,GAMESS,PQS,Turbomol,Orient,Embed01,CAMO,ADF,Wien2K,Crystals,DGauss,VASP(VAMP),deMon,MacroModel,教学软件,:,HyperChem,ModelChemlab,Scivision,Spartan,半经验程序,:,Cache,MOPAC,AMPAC,PCMODEL,Alchemy,ZINDO,MicroAVS,软件分类,软件分类,分子力学动力学程序,Amber,BioMedCache,GROMOS,Materials Explorer,药物设计,Cache,MFLineDataBase,VisualCloning,图形界面软件,Chem3D,GaussView3.0,AIM2000,NBO5.0,WebMO,DLVisualize,LenCrystal,Orbdraw,Molsuite,数据库搜索,ChemDinder,MFLineDataBase,TAPP,质谱软件,NIST/EPA/NIH Mass Spectral Database,其它,.,COSMOtherm,HASL,NLREG,Cenehubter,EQs4win,PRO-II,icroModel,硬件,Gaussian03,forIBM,小型机,RS600044P270-1RS600044P270-2RS/6000Model 270P,系列,620P,系列,630-1P,系列,630-2P,系列,650,IBM,小型机,联想,icluster,解决方案,深腾,1800(4,节点,),深腾,1800(8,节点,),深腾,1800(12,节点,),深腾,1800(16,节点,),联想,Cluser,用户群,北京大学,北京工业大学,北京航空航天大学,北京化工大学,北京化工研究院,北京科技大学,北京理工大学化学院,广西大学,哈尔滨工业大学,衡阳师范学院化学院,湖北大学,湖北师范大学化学系,华中师范大学化学系,吉林大学,辽宁大学化学系,辽宁大连理工大学,新疆大学,兰州大学化学化工学院,南京大学化学系,南京东南大学,南京航空航天大学,南京理工大学化工学院,青岛海洋大学,清化大学物理系原子分子测控中心,清华大学核能技术研究院,山东大学化学系,山东大学物理系,山西大学分子科学研究所,山西理工大学,上海复旦大学,上海交通大学,上海同济大学,上海医科大学,四川大学原子与分子物理所,天津南开大学中心实验室,西安交通大学,武汉大学化学系,武汉理工大学,湘潭大学化学化工学院,云南大学化学系,云南大学生化公司,昆明医学院基础医学部,浙江大学化学系玉泉校区,浙江工程学院,浙江化工研究院,浙江绍兴文理学院理学院化学系,福州大学化学化工学院,大连理工大学化工学,河北工业大学理学院,安徽工业大学,中山大学理工学院,用户群,北京微量化学所,北京药物研究所,解放军防化指挥工程学院,军事医学科学院,西安核技术物理研究所,山西煤化所,天津药物所,上海有机化学院研究所,上海通用电气（中国）,四川抗菌素工业研究所,武汉物理数学研究所,沈阳中科院金属所,浙江工程式学院,福建物质结构研究所,大连化学物理研究所,安徽光机所,中国工程物理研究院化工材料所,中国科技大学,中科院化学研究所,中科院研究生院,中科院金属所（沈阳）,中科院长春光学物理研究所,中科院兰州化学物理研究所,中科院武汉物理与数学所,中科院福建物质结构研究所,中科院上海技术物理所,中科院昆明植物所,中国药品生物制品检定所,中国中医药大学,中南工业大学冶金系,唐都医院,百汇电脑医院,Chemoffice,2004,ChemDraw,Ultra 8.0,Chem3D Ultra 8.0,ChemFinder,Ultra 8.0,ChemDraw,Ultra 8.0,功能简介,ChemDraw,Ultra 8.0,的新增功能,Floating Periodic Table,Floating Character Map,Mass Fragmentation Tool,Structure Perspective Tool,Enhanced Graphics,TLC Plate Tool,Struct,=Name Enhanced,ChemNMR,Enhanced,Floating Periodic Table,Floating Character Map,Mass Fragmentation Tool,Structure Perspective Tool,Enhanced Graphics,TLC Plate Tool,Struct,=Name Enhanced,命名,Struct,=Name Enhanced,1-(4-(2,3-dihydro-2-hydroxy-1H-inden-1-ylcarbamoyl)-,2-hydroxy-5-phenylpentyl)-N-tert-butyl-4-,(pyridin-3-yl)methyl)piperazine-2-carboxamide,命名,Name=Structure,3-methylbenzoic acid,结构,Name=Structure,3-methylbenzoic acid,结构,ChemNMR,Enhanced,New Templates,Chem3D Ultra 8.0,图形显示功能,Molecule,Enhanced Graphics,Spin about X(Y,Z)axis,Enhanced Graphics,Molecular,Orbitals,HOMO,Benzene,LUMO,Enhanced Graphics,Solvent Accessible Surface,Enhanced Graphics,Depth Fading,Enhanced Graphics,Perspective,Gaussian Interface,Gaussian Interface,Job Type,Computer Properties,Minimize Energy,Spectral Analysis,Hartree-Fock,B3LYP,B3PW91,B3P86,B1B96,B1LYP,MP2,MP4,MPW1PW91,QCISD,CASSCF,Excited State,Molecular Mechanics,Semi-Empirical,ZINDO,G1,G2,G961LYP,BHandH,BhandHLYP,CBS-4,CBS-Q,Theory,Gaussian Interface,Properties,SCF Energy,RMS Force,Dipole,Charges,Electron Density,Molecular Surfaces,Spin Density,Hyperfine Coupling Constants,Polarizabilities,Ionization Potential,Solvent Model,Gas Phase,Dipole&Sphere,PCM Model,I-PCM Model,SCI-PCM Model,优化过程模拟,以动画形式连续显示优化过程,显示,Gaussian,计算结果,GaussView,界面,Chem3D,界面,输出格式,Chem3d *.c3d,Chem3d 3.2 *.c3d,Alchemy *.,alc,Cart,Coords,1 *cc1,Cart,Coords,2 *cc2,ChemDraw,*,cdx,Conn,Table *.ct,Gamess,Input *.,inp,Gaussian Input *.,gjc,Int,Coords,*.,int,MacroModel,*.,mcm,MDL,MolFile,*.mol,mmCIF,*.,cif,MSI,ChemNote,*.msm,MOPAC Input *.mop,Protein DB *.,pdb,ROSDAL *.,rdl,SMDFile,*.,smd,SYBYL *.sm1,SYBYL2 *.sm2,Tinker MM2 Input *.xyz,Tinker MM3 *.xyz,Tinker MM3,(,Proterins,)Inputs*.xyz,Bitmap *.bmp,Enhanced,MetaFile,*.,emf,GIF Compressed,Picture *.gif,JPEG Compressed,Picture *.jpg,PNG *.,png,PostScript *.,eps,QuickDraw3D,Metafile *.3dm,TIFF *.,tif,Windows AVI Movie *.,avi,ChemFinder,Ultra 8.0,功能简介,ChemDraw,/Excel,ChemFinder,ChemFinder,ChemFinder,Reactant,ChemFinder,Product,ChemFinder,Reaction Type,自定义数据库界面,自定义数据库,查询,Gaussian03,计算化学面临的挑战是艰巨的，但也正在取得很大的进展，年轻化学家若对计算机有兴趣的话，那末计算化学是具有令人兴奋前景的研究领域。,美国化学会会长,R.,布里斯罗,Gaussian,输入界面,NH,3,的几何构型优化输入窗口,NH,3,的振动频率计算输入窗口（作为优化的后继作业）,Gaussian,应用范围,Gaussian,是做半经验计算和从头计算使用最广泛的量子化学软件，可以研究：,分子能量和结构,过渡态的能量和结构,化学键以及反应能量,分子轨道,偶极矩和多极矩,原子电荷和电势,振动频率，红外和拉曼光谱，,NMR,极化率和超极化率,热力学性质，反应路径,计算可以模拟在气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态,Gaussian03,的新增功能,-,Enhanced ONIOM Method,QM,区：发生强相互作用,或反应发生区域,MM,区：无相互作用区域,QM/MM,区：由,QM,区向,MM,区过渡区域,ONIOM,简介,E,ONIOM2,=E,3,-E,1,+E,2,Journal of Molecular,Structure(TheoChem,)461-462(1999)1-21,ONIOM:our own,n,-layer integrated molecular orbital and molecular mechanics,应用范围,酶反应,有机体系的反应机理,表面和表面反应的簇模型,有机物种的光化学反应,有机物和金属有机物的取代基效应和反应性,均相催化,Application of ONIOM to cluster modeling of the metal surface,Hai-Rong,Tang,Kang-,Nian,Fan,Department of Chemistry,Fudan,University,Shanghai 200433,应用实例,“,Investigation of the S,0,-S,1,excitation in,bacteriorhodopsin,with the ONIOM(MO:MM)hybrid method,”T.,Vreven,and K.,Morokuma,Theor,.Chem.Acc.(2003).,Gaussian 03,的新增功能,-PBC,(,Periodic Boundary Conditions,),polymers,surfaces,crystals,NaCl,型晶体结构,PCM,(,Polarizable,Continuum Model),体系在溶液中的激发态能量以及激发态的相关性质,NMR,谱和磁性质,通过分析能量的二阶导数来计算振动频率、,IR,和,Roman,光谱以及相关的性质,极化率和超极化率,运算方面的改进,Molecular Properties,自旋,-,自旋耦合常数,g,张量以及其它的超精细光谱张量,谐性振,-,转耦合常数,非谐性振动及振,-,转耦合,预共振,Raman,光谱,旋光性以及旋光色散,电子圆二色性,(ECD),含频极化和超极化,用量度无关原子轨道,(GIAO),方法计算磁化率,ONIOM,预测电、磁特性,预测气相和在溶剂中的电、磁特性和光谱,GaussView,3.0,ONIOM,图形界面,MM,区,QM,区,PBC,图形界面,Visualizing Gaussian Results,分子轨道,原子电荷,由电子密度、静电势场、,NMR,屏蔽以及其他性质得到的表面。可以用实体、半透明和网格三种方式显示。,使用不同的颜色来标记不同部分表面的性质,用动画的方式来演示振动频率,用动画的方式来演示几何优化过程、势能面扫描、,IRC,反应路径,以及采用,BOMD,和,ADMP,动力学计算的轨迹,Displaying Surfaces,The NMR shielding densities for the,methine,proton(surface 1),and the phenyl proton(surface 2)in in-3(4,10)7,metacyclophane,Surface1,Surface2,Viewing Spectra,855.9,1857,IR Vibration for Ammonia,Viewing Spectra,VCD spectra for two conformations of,spiropentyl,acetate,a,chiral,derivative of,spiropentane,Visualizing and Manipulating Molecular,Orbitals,Animating Optimizations and Reaction Paths,Steps from a geometry optimization of benzene,This sequence displays a series structures from an Intrinsic Reaction Path(IRC),calculation of the 1,2 hydrogen shift reaction in which formaldehyde transforms,into trans,hydroxycarbene,Fujistu,Cache,6.01,新增功能简介,Computer-aided Chemistry,Modeling Software on Windows,新的,QSAR,（构效关系研究,）,分子设计的意义主要是,提高寻找具有特定性分子的,命中率,即节省人力财力,提,高效率,运行,CAChe,中的,Gaussian,计算，,加入了强大的”从头算,分子轨道算法”,Gaussian,接口,2,维,3,维批量转换,由,MDL SD,文件的平面结构转换为三维立体结构,为下一步目标前体提供模型,.,通过对简单的蛋白质分子外观的显示和分析,使化学家对蛋白质有一,个直观的了解,并能够根,据经验来进行下一步处理,.,条带状和卷曲状渲染,采用,Needleman-,Wunsch,算法来进行蛋白质参基序,列鉴定,自动残基序列校准,可以绘制势能原子位移曲线,反应路径图,用于比较柔性或刚性配位体与柔性或刚性蛋白质侧链,自动配位体对接,以彩色方式显示了氢键的,供体和受体的亲水、,亲油区域,可靠近表面（图像）,通过新的配位体在蛋白质键包围,中的简单图样显示其化学性质和形状,配位体口袋状表面（图像）,优 势,4,倍精确度,支持所有的主族元素,AM1,支持更多过渡金属,大型分子,蛋白质和生物分子,Windows,桌面操作,Fujistu,BioMedCache,6.0,功能简介,Protein-to-Drug Discover,Modeling Software on Windows,采用,Needleman-,Wunsch,算法来进行蛋白质参基序,列鉴定,自动残基序列校准,鉴定活性位,采用自动的同类体序列,匹配方式搜索活性位,氢键和相互作用点,程序会自动为氢建和相互作用点进行标示,以利于对比不同配位体的对接相互作用,.,以彩色方式显示了氢键的,供体和受体的亲水、,亲油区域,可靠近表面（图像）,裂隙图,采用势能面显示独特的,联结位表面拓扑,通过对简单的蛋白质分子外观的显示和分析,使化学家对蛋白质有一,个直观的了解,并能够根,据经验来进行下一步处理,.,条带状和卷曲状渲染,通过新的配位体在蛋白质键包围,中的简单图样显示其化学性质和形状,配位体口袋状表面（图像）,蛋白质表面,可以采用不同的颜色来区别,性质、残基和序列,其余特色,自动使用,PDB,数据库改造,HET,群,针对蛋白质和生物分子的分子力学和分子动力学参数,用户自定义的氨基酸库,状态显示可以列出原子数、网格电荷以及分子式等参数,算法的改进,优 势,蛋白质 药物发现,可视的化合物数据库,新的缎带模型,蛋白质序列编辑器,活性位表面鉴定,对生成热和金属的计算是普通方法精度的,4,倍,晶体的生成和装配,新的,MM2,和,MM3,方法,选择和互动操作是以前版本的,10,倍,应用实例,为何,UV,光谱可以破坏,DNA,？,胸腺嘧啶的紫外吸收峰为,270nm,，,是,DNA,在,270nm,波长处发生紫外,吸收的主要原因。,应用实例,量化,Cache,中采用,ZINDO,方法，计算了胸腺嘧啶的紫外,光谱，并且分析了当发生光吸收时候的轨道变化。,在,270nm,时，胸腺嘧啶吸收光子，同时一个电子由最高,占据分子轨道（,HOMO),跳跃到分子的最低空轨道（,LUMO),。,图例如下：,应用实例,自由基是非常活泼的，为了显示一个激发态的胸腺嘧啶,分子是如何与另一个胸腺嘧啶分子反应的，在下图中用不同,的颜色标记出了胸腺嘧啶分子表面对自由基攻击的敏感程度。,其中黄色靶心的位置更容易被攻击。,应用实例,如果两个胸腺嘧啶分子堆叠到一起，那么激发态胸腺,嘧啶分子的,LUMO,分子轨道就处在靶心的上方，然后胸腺,嘧啶的紫外吸收就可以导致二聚作用的发生。为了观察是,否有这种可能，采用绿色标记出,DNA,中的胸腺嘧啶，在下,图可以看到两个胸腺嘧啶分子出得非常近。,应用实例,由此，我们可以得出结论：在,270nm,时，,DNA,中的胸腺嘧,啶分子发生紫外吸收，并且相邻的两个胸腺嘧啶分子发生二聚,反应，从而导致整个,DNA,分子的失活。,在这个例子中，我们用到了,Cache,中的以下功能：,几何优化,紫外可见光谱,分子重叠,活性表面,分子轨道,基团标色,Multi-purpose Molecular,Dynamics Package for Windows,Materials Explorer 2.0,Materials Explorer,适用的领域,有机、聚合物、生物分子、金属、陶瓷、半导体等。,晶体、非晶质固体、液体和气体（周期边界）。,相变、膨胀、压缩抗张强度、缺陷等,建模能力,Crystal Builder,允许研究无机固态或者是分子晶体体系。,Solution Modeler,能够通过简单的设定构造多组分液体或气相体系,Layer Cell Modeler,用于研究多相体系（例如气固相互作用，有机双分子膜，,固态颗粒边界等）,用,Cache,或者,WinMopac,编辑器建立的结构可以直接输入到,Materials Explorer,中。,很容易设定分子束用于研究晶体或晶体外延生长，表面吸附和表面损坏。,拷贝、剪切和粘贴操作使得建立有缺陷或者掺杂的体系变得更加容易。,可选的终端服务器模块使得在矢量机或者对称多处理,UNIX,服务器上的高性能,计算成为可能。,Potential Editor,管理势场数据库中势能的形式和参数的读入和编辑。,含时的温度和压力控制允许研究相的转换和模拟退火。,Adsorption of methane on,zeolite,实例,分子筛是具有均匀的微孔、其孔径与一般分子大小相当为一类吸附剂或薄膜类物质。在化学化工中经常被用作催化剂或者催化剂的载体。,Layer-Cell Modeler easily creates,simulation of water-benzene interface,实例,相,：在体系内部物理性质和化学性质完全均一的一部分称为“相”（,Phase),。相与相之间在指定的条件下有明显的界面，在界面上，从宏观的角度看，性质的改变是飞跃式的。,科研性能,灵活的模拟性能包括：,使用,Parrinello-Rahman-Nose,方法的,NEV,，,NTV,NPH and NTP,对于键的限制的,SHAKE,和,MATRIX,算法,周期边界条件,统一的原子模型,对相互作用计算的高级算法可以显著改进计算的效率。,外部电场的应用。,由大量高质量、已发表的势场组成的势场数据库，,包括双体、三体和 嵌入的原子模型。,MgO,Substrate Sputtered by,Ar,Plasma,实例,物理气相沉积,(Physical Vapor Deposition,，简称,PVD),技术是指在真空条件下，用物理的方法，将材料汽化成原子、分子或使其电离成离子，并通过气相过程，在材料或工件表面沉积一层具有某些特殊性能的薄膜的技术。适用于物理气相沉积的基体材料和膜层材料非常广泛。金属、玻璃、陶瓷、塑料等均可以做为基体材料。膜层材料可以是纯金属、合金或者是化合物。而且可以获得单晶、多晶、微晶、或者非晶结构的薄膜。,分析能力,Materials Explorer,可以计算以下性质：,针对于,X-ray,和中子衍射的干扰函数,电子对相关和半径分布函数,均方位移和扰动常数,运行中的积分数和,Vorono,分析对无定形固体进行描述,Monitoring Module,显示关于随着时间改变，温度、压力、内能和其它性质的,2D,图像的变化情况,3D Atomic Configuration Module,显示体系的快照、轨迹和动力学体系的动画。,MSD Module,可以计算输出文件数据的均方位移（,MSD,）。然后，显示,MSD,的,2D,图像，每一种元素的自扩散系数，以及每一个分子的重心。,PCF Module,计算电子对相关函数，半径分布函数、运行中的积分数，并且显示相应的,2D,图像,包括随时间变化的所有原子坐标和速率的原始数据可以存成,ASCII,格式文件以便于二次处理,Pressure-induced phase transition in AlPO,4,实例,Aqueous,LiBr,subject to external electric field,优势,易用性,采用鼠标直接操作，具有直观的图形界面可以很容易构建模型，在界面内进行设定并直接开始计算，计算结果可在图形界面中直接显示。,优势,完全的,MD,引擎,基于,Parrinello-Rahman,和,Nose,方法，由温度、压力的分子动力学方法。由速率的比例来确定控制的温度。同时,Shake,算法和刚体处理都可以应用于分子体系。,优势,适应于高性能计算系统,Materials Explorer,有面向于向量机、大型的,SPP,UNIX,机器以执行高性能计算的界面。对这些机器，程序具有向量化、并行的分子动力学模块。,ACD,Labs,clarity,efficiency,accuracy,and seamless communication,Spectral Laboratory,Chemical Name Laboratory,Physico,-Chemical Laboratory,Chromatography Laboratory,Drawing and,Databasing,Enterprise-Wide Solutions,Products,Spectral Laboratory,Work with Experimental Spectra,Process and create databases of NMR,mass,IR,UV-,vis,and Raman experimental spectra.,Predict NMR Spectra,Predict 1H,13C,15N,19F,31P and 2D NMR spectra and purchase or create your own databases.,Predict Mass Spectral Fragmentation,Predict likely fragments and rearrangements,as well as fragmentation branches and,pathways.,Solve Complex Spectroscopy Tasks,Group process,analyze,and,quantitate,auto-sampled data.Verify a proposed,structure.Determine the structure from,the experimental spectra.,ACD/,SpecManager,1D NMR,2D NMR,MS,UV-,vis,IR&Raman,Chrom,Data,Other Analytical Data,ACD/FNMR,Predict the,19,F NMR chemical shifts and coupling constants with the click of a mouse.,ACD/HNMR,Accurately perform a,1,H NMR prediction,.,ACD/CNMR,Accurately perform a,13,C NMR prediction,.,ACD/NNMR,Predict the,15,N chemical shifts and coupling constants with the click of a mouse.,ACD/PNMR,Predict the,31,P NMR chemical shifts and coupling constants with the click of a mouse,.,ACD/2D NMR Predictor,The powerful,1,H and,13,C prediction algorithms are combined to give you full 2D NMR Prediction capability,.,Predicting NMR Spectra,ACD/MS,Fragmenter,Smart Graph Fragmentation Tree,MS,Fragmenter,Window for the Electron Ionization(EI),Fragmentation of,Benzoyl,Chloride,Physico,-Chemical Laboratory,Determine the Hammett-type constant for organic,substituents,.,Hammett Electronic Constants,Predict the boiling point,vapor pressure,and flash point.,Boiling Point&Vapor Pressure,Determine the aqueous solubility for pH 0-14.,Solubility,Predict the,octanol,-water distribution coefficient for,ionizable,compounds for pH 0-14.,LogD,Look up or predict the,octanol,-water partition coefficient for neutral compounds.,Log,P,Look up or predict the acid-base dissociation constant.,pK,a,Chromatography Laboratory,Work with Experimental Chromatograms,Simulate High Performance Liquid Chromatography,Simulate Gas Chromatography,ACD/Method Development Suite,ACD/,ChromGenius,ACD/Waters Advanced Structures Package,Drawing and,Databasing,ACD/,ChemSketch,ACD/Dictionary,ACD/,ChemFolder,ACD/,ChemBasic,End,