热图软件显示位置和程度的应变循环分子

一台新电脑程序可以量化和地方总应变在一个分子在几分钟内。它生成一个热图表示说明分子是最和最不紧张,和可以帮助研究人员更好地理解现象影响分子性质和反应,但难以量化。

柯蒂斯Colwell在美国俄勒冈州大学的研究高度紧张的化学分子环,形成相互连接的苯片段,叫cycloparaphenylenes。这些芳香nanohoops提供他们的扭曲形状有趣的结构,电子和物理特性。不均匀分布的应变能可以创造意想不到的地区的高反应性,化学家们渴望理解和利用。

循环系统、应变释放的势能在打破了戒指。总应变可以通过燃烧量热法测量,但没有这些挑战性实验提供的信息分子内的应变分布。计算机模拟可以提供高精度的分子分布应变的照片,但这些研究时间和在技术上难以接近的许多有机化学家谁将受益于信息。

现在,Colwell和他的同事们开发了一个免费的计算机程序称为StrainViz量化总循环分子内和局部应变。StrainViz自动提供一幅应变位于分子的热图。StrainViz运行,所有用户需要的是感兴趣的环状分子的原子坐标,以及一些简单的片段,它可以分解。

StrainViz上执行一系列DFT-level几何优化应变能的释放,随后碎片量化。一旦量化,应变能之和与所有角度和债券提供总应变能,这是跨越债券提供应变在一个地方的照片。StrainViz之前,计算机模拟研究应变能量通常提供角和债券length-based数量来演示如何应变分布。专家在这个领域可以解释菌株在分子,但是对于其他人,真的很难观察晶体结构或分子,看看。通过绘画色彩的一切,它使它很容易想象和沟通应变,Colwell说。测试发现StrainViz可以正确地预测大量循环应变能量分子,包括腰带,nanoballs,面板和弯曲的芳香分子,也可以正确地预测网站strain-driven高反应活性的有机化学反应。

“我认为他们真的做好服务有机社区通过利用这些计算工具为非专家,是有用的,”说Renana Gershoni Poranne,开发方法和工具的理解机制和有机和有机金属化合物的物理性质在苏黎世瑞士联邦理工学院。她补充说,由此产生的图像是一个重要的物理化学和有机化学之间的桥梁”,将吸引的视觉性质有机化学家使用轨道和arrow-pushing图。

Colwell说StrainViz可以使化学家设计实现strain-derived试剂反应的结果。”如果你是我国一个分子的一部分,那么你就迫使应变转变到另一个分子的一部分。我认为人们从未想过做分子。”