Simulation de processus chimiques en phase liquide par des méthodes hybrides DFT/MM

par Stéphanie Chalmet

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Manuel F. Ruiz-Lopez.

Soutenue en 2000

à Nancy 1 .


  • Résumé

    L' objectif principal de ce travail a été de développer les méthodologies mixtes QM/MM en vue de leur utilisation pour la simulation de processus chimiques. Nous proposons notamment : - des algorithmes pour accélérer la convergence des calculs SCF, -des nouvelles approches pour calculer les interactions non-électrostatiques QM/MM, -une méthode QMlMM couplée à un modèle du continuum des protocoles pour la paramétrisation du champ de force, la recherche d'une structure de transition dans un environnement complexe et la simulation de trajectoires réactives. La comparaison de nos résultats pour une molécule d'eau dans l'eau avec l'expérience et d'autres travaux théoriques a montré que l'approche QM/MM, à condition d'être convenablement paramétrée, conduit à des résultats tout à fait satisfaisants. Nous avons montré à cette occasion que le modèle du continuum standard sous-estime de façon assez importante le champ de réaction en solution aqueuse. Une autre conclusion issue de cette étude comparative est que des résultats d'une dynamique moléculaire QM/MM peuvent être reproduits par une dynamique moléculaire classique à condition d'utiliser les mêmes paramètres pour les interactions QM/MM non-électrostatiques et un jeu de charges pour les atomes QM équivalent aux charges nettes moyennes de la simulation QM/MM. Ces charges peuvent être estimées aussi directement à partir du modèle QM/MM/Continuum. Nous avons étudié la réaction d'hydrolyse du formamide qui est un modèle pour les processus d'hydrolyse des peptides dont l'importance biochimique est bien connue. La comparaison des différents modèles nous a montré, dans ce cas, la grande sensibilité des résultats au choix de la structure de transition, qui est nécessaire pour démarrer les simulations dans l'approche « rare event ». C'est certainement la principale difficulté à surmonter dans une étude de simulation et les méthodes développées dans cette thèse constituent la réponse la plus élaborée à l'heure actuelle.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (157 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 313 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Lorraine (Villers-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle). Direction de la Documentation et de l'Edition - BU Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SC N2000 175
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