Consistent force field for metalloporphyrins

Abstract

Molecular mechanics (MM) calculations to analyze the puckering of metalloporphyrins isolated and adsorbed on a graphite layer (0001) as a function of metal ion size and the peripheral substitution are presented. The Consistent Force Field (CFF) program was used with new parameters for metalloporphyrins, which included an out-of-plane bending function. Normal-coordinate structural decomposition (NSD) analysis was performed on the equilibrium structures obtained by the MM calculations. The conformers were also stereo-chemically characterized and compared with available experimental data and with conformers obtained in a previous MM study.

Konzistentno polje sila (CFF) za molekulsko modeliranje metaloporfirina, koje uključuje novouvedenu out-of-plane funkciju, parametrizovano je na osnovu kristalnih struktura Ni(II)-porfirina, nikal(II)-mono-tercbutilporfirina, nikal(II)-di-tercbutilporfirina, nikal(II)-tetrafenilporfirina i nikal(II)-oktaetil-tetrafenilporfirina. Ono je upotrebljeno za proučavanje uticaja veličine centralnog metalnog jona, periferne supstitucije kao i uticaja prisutnog supstrata na konformacije porfirinskog jezgra kod okta- i tetrahalogeno-tetrafenilporfirina sa Ni(II) i Tb(III). Jedinstvene ravnotežne strukture, dobijene na osnovu molekulsko-mehaničkih proračuna velikog broja početnih struktura, pokazuju dobro slaganje sa kristalnim strukturama, kao i sa prethodno publikovanim rezultatima, ne samo u metričkim podacima, već i u načinu nabiranja porfirinskog jezgra. Metod normalne-koordinatne strukturne dekompozicije (NSD) omogućava da se na jednoznačan način opiše svaka optimizovana konformacija dobijena molekulsko-mehaničkim proračunima.