紧接上文：

Materials Studio官方教程：Conformers——研究结构-能量之间的关系【1】

3、用氟原子取代环上原子并研究对能垒的影响

将联苯环体系上的若干氢原子替换为卤素原子，研究其对旋转能垒的影响。

导入5CBF.xsd和5CB2F.xsd结构文件。

5CBF.xsd为在5CB中一个苯环添加氟原子的结构，5CB2F为两个苯环中都包含氟原子的结构。首先对5CBF.xsd结构进行计算。

使得5CBF.xsd为当前文档。

在之前的操作中，使用Torsions工具搜索所有可旋转扭矩，如果是使用Boltzmann跳跃或随机抽样对许多扭矩进行采样，该方法将非常有效。然而，如果只旋转一个扭矩，可以使用几何构型监测对其定义。

在Sketch工具条上单击Measure/Change的下拉箭头，在下拉菜单中选择Torsion。单击连接两个苯环的化学键。

即在结构中添加了一个扭矩监测。现在可以从Conformers Calculation对话框中的Torsions功能将其选中。

打开Conformers Calculation对话框，在Search选项卡中单击Torsions...按钮。

应已勾选了Use复选框，应该增加步数来运行计算。

将# Steps更改为36。关闭Conformers Torsions对话框，单击Run按钮。

当计算完成时，单击Job Completed对话框中的OK按钮。在5CBF.std数据表文件中，绘制扭转角Torsion angle（B列）与总能量Total energy（C列）关系图。

5CBF Scatter plot.xcd

由于增加了空间相互作用，氟原子的添加使旋转能垒增加了两倍。

对5CB2F.xsd结构重复上述计算，绘制Torsion angle与Total Energy的关系图。

5CB2F Scatter plot.xcd

第二个氟原子的添加，使得旋转能垒进一步增加了约10倍。

4、分析构象对偶极矩的影响

可以使用Conformers分析工具进行聚类并计算各种性质。在本教程中，将计算5CB2F的偶极矩变化，并绘制其与能量的关系图。

使得5CB2F.std文件为当前文档。选择结构列，A列。单击Modules工具条上的Conformers按钮，选择Analysis，打开Conformers Analysis对话框。

偶极矩分析功能使用原子的当前电荷计算体系的偶极矩。

选择Dipole moment，单击Analyze按钮。

计算任务将提交到服务器，当计算完成后，在数据表中将添加一个新的列。

绘制Torsion angle与Dipole moment的关系图。

5CB2F Scatter plot (2).xcd

可见在0度左右偶极矩达到最大值。这是说得通的，因为当扭转角为0度时，氟原子是整齐排列的。

为比较偶极矩随构象能量的变化，需要调整能量和偶极的标度，使其可以绘制在同一曲线图中。该操作可以使用数据标准化工具自动进行。

在5CB2F.std数据表中，单击C和D列将其选中。选择Statistics | Initial Analysis | Standardize Data...，打开Standardize Data对话框，单击OK按钮。

在表格中会增加两个新的列，即Total energy Standardized by Mean/SD和Dipole moment (magnitude)。

通过按下CTRL键，并单击每个列标题，选中B、E和F列，单击Quick Plot按钮。

5CB2F Scatter plot (3).xcd

可以看到最大偶极矩在能量最大处。这同样说得通，因为氟原子是重合的，此时空间位阻非常高。

本教程到此结束。

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