差别

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--- adf:sigmamoment [2023/07/20 19:24] – 创建 liu.jun
+++ adf:sigmamoment [2023/08/24 16:14] (当前版本) – [土壤吸附] liu.jun
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-======Sigma Moments======
+======Sigma Moments 的计算/土壤吸附======
+Sigma Moments 是从 sigma profile 中导出的非常有用的化学描述符，类似于统计分布的“矩”（Moment），并可以认为是将 sigma profile 中存在的高维信息，减少为表征该 sigma profile 的少数描述符。Sigma Moments 已知是 QSPR 中有价值的描述符，并被认为很好地代表了溶剂空间。例如，在以下文献中，发现 Sigma Moments 与土壤吸附系数具有良好的相关性：
+  * Prediction of soil sorption coefficients with a conductor-like screening model for real solvents, Environmental Toxicology and Chemistry, [[https://setac.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/etc.5620211206#pane-pcw-references|Volume21, Issue12, 2002, 2562-2566, DOI: 10.1002/etc.5620211206]]
+以下脚本将计算一些常见分子的前几个 Sigma Moments 以及氢键受体和氢键供体矩。
+<code python>
+import os
+import numpy as np
+from scm.plams import *
+##################  Note: Be sure to add the path to your own AMSCRS directory here  ##################
+database_path = os.getcwd()
+if not os.path.exists(database_path):
+    raise OSError(f'The provided path does not exist. Exiting.')
+init()
+#suppress plams output
+config.log.stdout = 0
+class SigmaMoments:
+    def __init__(self,filenames,hb_cutoff=0.00854):
+        self.filenames = filenames
+        self.hb_cutoff = hb_cutoff
+    def calculate_moments(self) -> dict:
+        self.moments = {}
+        self.calc_profiles_and_chdens()
+        self.calc_standard_moments()
+        self.calc_hb_moments()
+        return self.moments
+    def calc_profiles_and_chdens(self):
+        # initialize settings object
+        settings = Settings()
+        settings.input.property._h = 'PURESIGMAPROFILE'
+        # set the cutoff value for h-bonding
+        settings.parameters.sigmahbond = self.hb_cutoff
+        compounds = [Settings() for i in range(len(self.filenames))]
+        for i,filename in enumerate(filenames):
+            compounds[i]._h = os.path.join(database_path, filename)
+        settings.input.compound = compounds
+        # create a job that can be run by COSMO-RS
+        my_job = CRSJob(settings=settings)
+        # run the job
+        out = my_job.run()
+        # convert all the results into a python dict
+        res = out.get_results()
+        # retain profiles and charge density values
+        self.tot_profiles = res["profil"]
+        self.hb_profiles  = res["hbprofil"]
+        self.chdens       = res["chdval"]
+    def calc_standard_moments(self,max_power=3):
+        for i in range(max_power+1):
+            tmp_moms = []
+            for prof in self.tot_profiles:
+                tmp_moms.append( np.sum(prof*np.power(self.chdens,i)) )
+            self.moments["MOM_"+str(i)] = tmp_moms
+    def calc_hb_moments(self):
+        self.moments["MOM_hb_acc"] = []
+        self.moments["MOM_hb_don"] = []
+        zeros = np.zeros(len(self.chdens))
+        for prof in self.hb_profiles:
+            self.moments["MOM_hb_acc"].append(np.sum( prof * np.maximum(zeros,self.chdens-self.hb_cutoff) ))
+            self.moments["MOM_hb_don"].append(np.sum( prof * np.maximum(zeros,-self.chdens-self.hb_cutoff) ))
+# the files we want to use to calculate sigma moments
+filenames = ["Water.coskf", "Hexane.coskf","Ethanol.coskf","Acetone.coskf"]
+sm = SigmaMoments(filenames)
+moms = sm.calculate_moments()
+max_mom_len = max([len(m) for m in moms])
+print()
+print( (" "*5).join(["Moment".ljust(max_mom_len)]+filenames))
+lens = [len(fn) for fn in filenames]
+for mom_name in moms:
+    print( (" "*5).join([mom_name.ljust(max_mom_len)]+[('{0:.5g}'.format(m)).rjust(l) for m,l in zip(moms[mom_name],lens)]))
+finish()
+</code>
+=====使用方法=====
+  - 该脚本目前计算的是Water、Hexane、Ethanol、Acetone四个分子，用户可以在“filenames = ”这一行自行修改为自己需要计算的分子，分子的.coskf文件与该脚本放置在同一个文件夹内（注意路径中不要包含中文、空格）
+  - 将上述内容，创建为Python脚本（参考：[[adf:modifypython]]）
+  - 在如上命令行环境中，进入脚本所在文件夹（如果 AMSJobs 进入该文件夹，则 Help → Command-line输入 sh 回车即处于该文件夹下），输入命令并回车即可：
+<code>amspython main.py</code>
+=====Sigma Moments 结果=====
+{{ :adf:aa7c6ac8-b589-49f7-89ad-e0a732c5c551.png?500 }}
+其中包括 Sigma Moments 的四个分量，以及氢键受体和氢键供体矩。
+=====土壤吸附=====
+物质 X 的土壤吸附采用 K<sub>OC</sub> 定义：
+{{ :adf:image_08-24-09-21-55_.png?400 }}
+那么物质 X 的 K<sub>OC</sub> 计算，可以通过如下公式：
+log K<sub>OC</sub> = 0.0168(±8) M<sub>0</sub> -0.017(±2) M<sub>2</sub> - 0.040(±4) M<sub>3</sub> + 0.19(±5) M<sub>acc</sub> - 0.27(±5) M<sub>don</sub> + 0.37(±14)
+将上面计算得到的，物质 X 的 Sigma Moments 数据带入上式，即得到其土壤吸附 log K<sub>OC</sub>，求 10 的 log K<sub>OC</sub>次方，即得到 K<sub>OC</sub>。
+其他固-液分配系数的计算，原则上可以沿用上述公式，但需要对上面公式中的常数，根据实验重新拟合。

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