基于sobtop的Windows下获取小分子的top文件

GSW 计算，获取chk，转化为fch文件

使用sobtop生成top文件

最近的一些工作涉及到类似于氮气，氢气这样的小气体分子的动力学模拟，所以需要得到这些小分子模型的力场参数，而最近课题组的服务器资源比较紧张，小分子优化也花费不了多少时间，所以我就想着直接用win版的高斯结合着sobtop来生成top文件了。

Gaussian优化小分子并获得chk文件

这里以$N_2$为例进行演示，我们先建模，这个很容易，然后导出gjf格式的文件：

生成的gjf文件可以直接用sublime（或者记事本，任何能打开文本文档的都行）打开修改，这里我是因为使用了Linux版本的后遗症吧，习惯在gjf文件里面修改配置内容，其实win版的高斯可以有UI界面供修改计算的参数的。以下是我的gjf文件的内容，注意一定要打开freq计算，这个是为了后面生成top文件做准备：

%chk=D:\MS\Dehrdrogenation\GSW\N2\N2.chk
%mem=10000MB
%nprocshared=6
# 6-311+G(d,p) em=gd3 b3lyp opt freq

N2

0 1
 N                 -4.48010000    6.34660000    3.54070000
 N                 -5.57210000    6.34660000    3.54070000

然后用Gaussian 16W打开（这是我的笔记本电脑上安装的版本），界面如下：

因为我们在gjf文件里面已经配置好了计算的参数，所以这里不需要修改什么内容，直接点右边的run即可，然后会跳转到保存out文件的选项，选择好目录保存即可。

这个计算很快就结束了，计算正常结束如图：

同时你设定的目录下应该会多出两个文件，分别为.out和.chk文件，那么就可以进行下一步了。

转化chk文件为fch文件

chk文件是一个二进制的文件，sobtop是没办法直接读取的，而通过Gaussian自带的formchk工具将chk文件转化为fch文件才能正常读取，这个操作我在之前的计算动力学直径的时候做过，不过那个是Linux版本的，这里win版的一个是转化生成的文件格式不一样，二一个是转化的方法也不一样。

首先我们需要找到Gaussian的安装目录，方法很简单，根据快捷方式，鼠标右键，打开目标所在目录即可，我的因为它是被我固定到了开始菜单栏，所以这个跳转要进行两次。

进到安装目录下，会有很多exe文件，找到formchk.exe文件

然后可以直接复制一份这个exe文件出来，这个formchk.exe应该是不存在路径依赖的一个小工具，你把它移到任意目录下都可以运行的，可以直接复制它到你保存chk文件的目录下，然后双击。

这里会弹出一个命令行页面，上面写着Checkpoint file?：

这里直接在后面输入当前目录下的chk文件的名字即可，比如我这里就直接输入N2.chk，然后回车键，然后目录下就会多出来一个N2.fch文件，这样就代表转化成功了，即可以开始下一步了。

此外还有就是mol2文件的问题，这里既然结构优化完成了，那么我们还需要用Gauss View读取一下out文件或者chk文件，查看一下优化有没有问题，看看有没有虚频，然后导出一个优化之后的mol2文件，用更准确的小分子结构文件进行后续的操作。

Sobtop生成top文件

接下来就是sobtop生成top文件了，找到sobtop所在的目录，双击sobtop.exe文件，然后在N2.mol2的目录下鼠标右键该文件，复制它的文件路径，粘贴到sobtop.exe运行后弹出的命令行页面中，输入N2的结构信息。

然后就可以根据它的提醒进行操作了，先选择1，生成Gromacs的top文件，然后选择2，根据GAFF力场为为所有原子分配类型，再然后选2，所有键都根据 mSeminario method来定义，这之后就会让你输出fch文件的路径，直接复制chk文件的路径过来即可，注意这里如果文件路径有双引号是不可以的，所以如果粘贴过来的文件路径有双引号，记得先去掉：

出现下面的那个loading …字符即代表这个加载成功了，然后就是top文件的输入，会生成两个文件，一个是top文件，还有一个itp文件，都需要你指定输出的路径，目前不清楚是这个软件的bug还是我这目录有啥问题，我尝试指定路径输出都不行，会直接结束程序，只有啥都不输入，直接回车用sobtop的目录输出，然后即可以在sobtop的目录下找到输出的文件。小有瑕疵，但是问题不大，以下是我生成的两个文件的内容：

N2.top

; Created by Sobtop (http://sobereva.com/soft/sobtop) Version 1.0(dev3.1) on 2023-04-13

[ defaults ]
; nbfunc        comb-rule       gen-pairs       fudgeLJ    fudgeQQ
     1              2              yes            0.5       0.8333

#include "N2.itp"

[ system ]
N2

[ molecules ]
; Molecule      nmols
N2     1

N2.itp

; Created by Sobtop (http://sobereva.com/soft/sobtop) Version 1.0(dev3.1) on 2023-04-13

[ atomtypes ]
; name   at.num      mass       charge   ptype     sigma (nm)    epsilon (kJ/mol)
n1           7    14.006703    0.000000    A      3.249999E-01    7.112800E-01

[ moleculetype ]
; name          nrexcl
N2       3

[ atoms ]
;  Index   type   residue  resname   atom        cgnr     charge       mass
     1     n1         1      MOL     N1            1    0.00000000   14.006703
     2     n1         1      MOL     N2            2    0.00000000   14.006703
 
[ bonds ]
; atom_i  atom_j  functype      r0 (nm)    k (kJ/mol/nm^2)
    1       2         1        0.109558     1.484445E+06     ; N1-N2, mSeminario method

; No pair needs to generate

总结

小分子的top文件生成用sobtop还是相当方便的，在windows上操作也很方便，没有什么特别麻烦的地方，而且这样可以减少一步倒腾gjf文件到服务器上，在从服务器上倒腾fchk文件的过程，直接在window的工作环境下，后续对多个小分子的itp文件进行重写也很方便，感觉可以替代以前在Linux上生成top文件的操作了。