Rendimiento de los campos de fuerza AMBER94, MMFF94 y OPLS-AA para modelar líquidos orgánicos

Los campos de fuerza de "segunda generación" han sido desarrollados para su uso en simulaciones de Monte Carlo y dinámica molecular para sistemas orgánicos y biomoleculares en solución. Aquí se prueba el rendimiento de tres de estos campos de fuerza, AMBER94, MMFF94 y OPLS-AA, a través de simulaciones de mecánica estadística de Monte Carlo (MC) para el butano líquido, metanol y N-metilacetamida (NMA). Estos líquidos fueron elegidos por su rango de polaridad y su representación de interacciones típicas encontradas en proteínas. A partir de simulaciones a temperatura constante y presión de 1 atm, los errores promedio en las densidades y calores de vaporización calculados son del 3.8% y 5.1% con AMBER94 y del 1.5% y 1.3% con OPLS-AA. Con MMFF94, las densidades y calores de vaporización calculados para el metanol y NMA son demasiado bajos por un 21−27%, mientras que el butano a −0.5 °C no deja de expandirse durante la simulación. Una simulación de MC utilizando MMFF94 para el butano con la densidad fijada en el valor experimental genera un error del 32% en la energía de vaporización. Los análisis muestran que las interacciones no enlazadas óptimas C−H y H−H con MMFF94 son demasiado débiles y ocurren a separaciones demasiado grandes. Escalar el parámetro Ai de MMFF94, que está relacionado linealmente con los radios atómicos, por 0.92 produce resultados mejorados para el butano líquido.