作者：小强

剑桥结构数据库（CSD）是一个小分子晶体结构的知识库。它是剑桥晶体数据中心（CCDC）的主要产品；http://www.ccdc.cam.ac.uk). CSD记录有机分子和金属有机化合物的书目、化学和晶体学信息。本教程和大家分享如何使用CSD中的信息为Materials Studio计算的结果添加可用信息。预测小分子化合物的多晶型，并随后将其与CSD中收录的该化合物的已知晶体结构进行比较。

注：本教程需要CSD权限。

下面开始教程：

创建一个名为CSD的project

绘制并优化结构

在“Project Explorer”中，右键单击“CSD”并选择“New | 3D Atomistic Document”。将新结构文档的名称改为“OHD-mol”。使用草图工具绘制如下所示的OHD分子。

OHD的分子结构

使用VAMP优化分子

从菜单栏中选择“Modules | VAMP | Calculation”，打开“VAMP Calculation”对话框。在“Setup”选项卡上，将“Task”更改为“Geometry Optimization”。单击“Run”按钮并关闭对话框。

计算结束后，从菜单栏选择“File | Save Project”，然后选择“Window | Close All”。

预测多晶型并识别已知的实验结构

在“Project explorer”中，打开“OHD-mol VAMP GeomOpt/OHD-mol.xsd.”从菜单栏中选择“Modules | Polymorph | Calculation”，打开“Polymorph Calculation”对话框。在“Setup”选项卡上单击“Assign”按钮，使OHD分子成为“motion group”。

检查“Task”是否设置为“Prediction”，然后单击“More...”按钮打开“Polymorph Prediction”对话框。选中两个“Clustering”复选框并关闭对话框。

在“Polymorph Calculation”对话框的“Energy”选项卡上，将“Forcefield”更改为“COMPASS”。在“空间组”选项卡上，反选除“P 21/C”之外的所有空间组。单击“Run”按钮并关闭对话框。

当计算正在运行时，您可以根据您先前绘制的“OHD-mol”结构查询CSD。首先，关闭所有窗口。从菜单栏选择“File | Save Project”，然后选择“Window | Close All”。

打开之前创建的“OHD-mol.xsd”，在“Project Explorer”中，双击根目录“project”文档中的“OHD-mol.xsd”。从菜单栏中选择“Modules | CCDC | ConQuest Search”以打开“ConQuest Search”对话框。在“Setup”选项卡上，将“Task”更改为子“Substructure search”，然后单击“Search”按钮并关闭对话框。

在“OHD-mol.std”中，双击“Structures”列中对应于“P 21/c”空间组的行中的条目。这将在“Detail View”中打开结构的三维视图。你必须把它复制到一个新的“3D Atomistic document”中。

确保“OHD-mol Detail View”是活动文档，按“CTRL+C”。在“Project Explorer”中，右键单击项目根目录并选择“New | 3D Atomistic document”，然后按“CTRL+V”。选择“File | Save As...”从菜单栏打开“Save As”对话框。键入“OHD P21c”作为文件名，然后单击“Save”按钮。

从菜单栏中选择“Modules | Forcite | Calculation”以打开“Forcite Calculation”对话框。在“Setup”选项卡上，将“Task”更改为“Geometry Optimization”，然后单击“More...”按钮打开“Forcite Geometry Optimization”对话框。选中“Optimize cell”复选框并关闭对话框。

在“Energy”选项卡上，将“Forcefield”更改为“COMPASS”。确保“Summation method”部分中的“Electrostatic”和“vander Waals”都设置为“Ewald”。单击“Run”按钮并关闭对话框。

在“Project Explorer”中，选择“OHD-mol-VAMP-GeomOpt/OHD-mol-PMP-Predict”。从菜单栏中选择“Modules | Polymorph | Analysis”。在“InsertPolymorph Results File”对话框中选择“OHD mol P21-C.xtd”，然后单击“Open”按钮，此时建立了“Polymorph Analysis.std”。

选择包含结构的列A，然后单击“QSAR Models”工具栏上的“Models”按钮。从“Models”对话框中选择“Crystal Similarity Measure”，然后双击此模型以打开“Model Editor - Crystal Similarity Measure”对话框。

在“Inputs”选项卡上，单击“Reference crystal”行中“Value”对应的“cell”，从下拉列表中选择“OHD P21c Forcite Geompot/OHD P21c.xsd”。单击“Save”按钮并关闭对话框。

在“Models”对话框中，确保“Crystal similarity”仍处于选中状态，单击“Run”按钮并关闭对话框。

结果分析

计算完成后，在研究表中添加一个新的列，标签为“Crystal Similarity Measure”。在多晶型预测序列提出的最低能量结构0.2−0.3 kcal/mol的范围内，应该可以找到一个或多个等效结构，其晶体相似性得分约为0.1。

如果在0.3 kcal/mol范围内没有相似性为0.1的最低能量的结构，则应重新运行“Polymorph prediction”步骤。“Polymorph prediction”是一个随机过程，因此可能需要多次运行预测计算，以确保找到所有可能的晶体结构。

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