Cómo funcionan los confórmeros y MMFF94Usted dibuja una estructura plana; el sitio responde con formas tridimensionales y una columna de energías. Esta página es lo que ocurre en medio — de dónde salen las formas, de qué son energías esas energías, y a qué preguntas no pueden responder. Cada cifra de abajo salió de hacer funcionar este sitio.Qué es un confórmeroUn dibujo dice qué átomos están unidos a cuáles, no dónde están. Girar un enlace simple cuesta un par de kcal/mol — el orden de la energía térmica disponible a temperatura ambiente — de modo que una molécula en un balón nunca es una forma sino una población de formas, interconvirtiéndose miles de millones de veces por segundo.Un confórmero es una de ellas: una geometría en un mínimo de la superficie de energía, alcanzable desde cualquier otra girando enlaces simples y sin romper nunca ninguno. Esa última cláusula es toda la diferencia con un estereoisómero. R y S son dos moléculas; el butano anti y el gauche son dos veces la misma molécula.Enlaces rotables y ángulos de torsiónTome cuatro átomos unidos en fila, A–B–C–D. Mirando a lo largo del enlace B→C, el ángulo de torsión es cuánto hay que girar A para llevarlo sobre D. Es la única coordenada que mueve una búsqueda de confórmeros.La cuenta que aparece sobre el visor sigue la regla de OpenChemLib: un enlace simple, no aromático, fuera de un anillo, cuyos dos extremos llevan más de un vecino distinto de hidrógeno, y nunca un C–N amida. Así, el O–H de un alcohol no cuenta — su hidrógeno lo coloca el minimizador, nunca se muestrea — ni tampoco los enlaces del anillo del ciclohexano. El generador es menos estricto: sí gira el C–N amida, pero la base de datos de torsiones da a ese enlace un solo ángulo poblado, de modo que la N-metilacetamida vuelve como un único confórmero — seis en cuanto los pasos de 60° sustituyen a la base. La cuenta fija el coste, porque las combinaciones se multiplican: cada enlace de cadena sp³–sp³ aporta tres ángulos, así que los siete enlaces rotables del n-decano abarcan 3⁷ = 2 187 combinaciones y los quince del escualeno ochenta mil millones.Cómo se construyen los confórmerosUna forma de anillo solo se conserva si se espera poblada: por encima del 1 % de la población de la mejor forma de ese anillo a temperatura ambiente. El autoorganizador descarta primero toda forma más del doble de tensionada que la mejor — según su propia puntuación de solapamiento, no una energía. Las supervivientes se relajan con MMFF94, y toda la que acabe más de 2,72 kcal/mol por encima de la mejor se descarta también. OpenChemLib toma 1,36 kcal/mol como un factor diez en población — RT ln 10 a 25 °C — de modo que 2,72 kcal/mol es un factor cien. El umbral está fijado dentro de OpenChemLib; ningún ajuste de aquí lo cambia.Para cada enlace rotable, los ángulos preferidos vienen de una base de datos de torsiones construida a partir de estructuras cristalinas — los datos abiertos de la Crystallography Open Database: 7 382 entornos de enlace, cada uno con entre uno y veintidós ángulos preferidos, la frecuencia de cada uno y la ventana en la que puede moverse. Un entorno desconocido se predice a partir de los tipos de átomo.Los pasos de 60° tiran la base de datos y giran cada enlace rotable por una escalera ciega — 0°, 60°, 120°, 180°, 240°, 300° — los seis igual de probables, cada uno con una ventana de ±20°. Es la opción honesta cuando sospecha que el a priori cristalográfico le está guiando, y cuesta tiempo: el butano pasa de tres torsiones a seis, y las seis minimizan de vuelta a anti y a los dos mínimos gauche, así que la lista sigue mostrando tres.Cada candidato se construye luego y se comprueba por colisiones: dos átomos no unidos entre sí no pueden acercarse a menos de 0,9 veces la suma de sus radios de van der Waals, y un conjunto cuyo solapamiento supere en más de 3 unidades la menor tensión vista hasta entonces se descarta — esa tensión es la penalización de solapamiento propia de OpenChemLib, no una energía de campo de fuerzas. A la estrategia se le dice qué par colisionó, así que deja de proponer esa combinación. Esa comprobación, más que las estrategias aleatorias se rindan tras 64 fallos al inventar un conjunto no entregado ya, es la razón por la que un cálculo puede devolver menos confórmeros de los que pidió.MMFF94, y qué significa aquí una energíaUn conjunto de torsión da una pose plausible, no una relajada: longitudes y ángulos de enlace siguen siendo los que traían los fragmentos rígidos. MMFF94 es un campo de fuerzas empírico — estiramientos de enlace, flexiones de ángulo, acoplamiento estiramiento-flexión, flexión fuera del plano, torsiones, van der Waals y electrostática, con parámetros que Halgren ajustó a datos calculados y medidos de moléculas orgánicas. Minimizar lleva la geometría cuesta abajo hasta que el gradiente se aplana o se agota el presupuesto de iteraciones. Relaja; no busca, así que un confórmero se queda en su pozo.Lo que este sitio no haceTodo lo anterior es un motor de geometría con un modelo de resortes atornillado encima. Para qué sirve: un punto de partida para un cálculo de verdad, una pose para un acoplamiento, una figura, una intuición de lo flexible que es una molécula. Aquello sobre lo que calla decide si una cifra salida de este sitio puede usarse en absoluto.

Sin mecánica cuántica: MMFF94 son resortes y cargas puntuales. No tiene electrones, así que no puede romper ni formar un enlace, no puede describir un estado de transición, y no sabe nada de la conjugación más allá de lo que sus tablas de parámetros se ajustaron a reproducir.

Sin disolvente: Cada confórmero es aquí una molécula aislada en el vacío. Una forma que se pliega para esconder un grupo polar es premiada por ese vacío y no se plegaría necesariamente en agua, y un enlace de hidrógeno intramolecular vale aquí mucho más de lo que vale en un disolvente que forma enlaces de hidrógeno.

Sin entropía, y por tanto sin poblaciones: Una energía relativa es una energía, no una energía libre. Convertir los 0,78 kcal/mol del butano en «qué fracción es gauche» necesita el término entrópico que este sitio nunca calcula — y el hecho de que hay dos pozos gauche, listados aquí como uno, y un pozo anti, de lo que ninguna cifra de la página da cuenta.

Sin ponderación de Boltzmann: La lista está ordenada por energía y nada más. No es un conjunto ponderado por poblaciones, así que promediar una propiedad sobre ella pesaría un confórmero a 5 kcal/mol exactamente igual que el más bajo.

No es una búsqueda exhaustiva: Diez confórmeros de los 2 187 que el n-decano puede alcanzar son una muestra, y pequeña. Suba el límite de confórmeros y el tiempo límite antes de concluir que falta una forma.

Solo mínimos, nunca barreras: El generador visita los valores de torsión que la base cristalográfica declara poblados, y la minimización baja desde cada uno. El máximo eclipsado entre los pozos anti y gauche del butano nunca está en la lista, así que nada de aquí le dice a qué velocidad se interconvierten los dos.

Un estereoisómero, elegido por usted: Ante un centro estereogénico indefinido, el generador se queda con uno de los estereoisómeros posibles y todos los confórmeros del cálculo son ese — y cuál depende de la semilla: la alanina dibujada sin cuña vuelve como (S) con la semilla 42 y como (R) con la semilla 7. Dibuje las cuñas que quiere decir.

Reproducibilidad y la semillaConfórmeros en 3D a partir de una estructura que usted dibuja. Esta herramienta necesita JavaScript; estas son las páginas que ofrece: