Campo de Força Molecular da Merck. V. Extensão do MMFF94 usando dados experimentais, dados computacionais adicionais e regras empíricas

Este artigo descreve a extensão do Campo de Força Molecular da Merck (MMFF94) para uma faixa muito mais ampla de sistemas orgânicos. Também descreve uma parametrização preliminar do MMFF94 para os íons hidronium e hidroxila, bem como para vários íons haletos, alcalinos e terrosos alcalinos, além de metais “proteicos” como Zn2+, Ca2+, Cu2+, Cu+, Fe2+ e Fe3+. A extensão utilizou dados computacionais sobre distribuições de carga, geometrias moleculares e energias conformacionais para uma série de compostos oxissulfúricos (particularmente sulfonamidas) e oxifosforosos, assim como para um conjunto diversificado de pequenas moléculas e íons não cobertos na parametrização básica. Também foram utilizados dados experimentais para aproximadamente 2800 estruturas de boa qualidade extraídas do Cambridge Structural Database (CSD). Alguns dos dados computacionais adicionais foram usados para estender a parametrização explícita das interações eletrostáticas e para definir de forma mais ampla uma aproximação aditiva útil para os parâmetros de “polaridade da ligação” (incrementos de carga da ligação) usados no MMFF94. Tanto os dados experimentais quanto os computacionais serviram para definir comprimentos e ângulos de ligação de referência que o campo de força estendido utiliza em conjunto com constantes de força obtidas a partir de regras empíricas cuidadosamente calibradas. Os parâmetros de torção estendidos consistem em parte de parâmetros explícitos derivados para reproduzir energias conformacionais MP2/6-31G* e em parte de “parâmetros padrão” fornecidos por regras empíricas modeladas após aquelas usadas no DREIDING e UFF, mas calibradas, quando possível, em relação aos parâmetros de torção MMFF94 derivados computacionalmente. Comparações com dados experimentais mostram que o MMFF94 reproduz comprimentos de ligações cristalográficas e ângulos de ligações com desvios quadráticos médios (rms) relativamente modestos de aproximadamente 0,02 Å e 2°, respectivamente. © John Wiley & Sons, Inc.