Predicción de estructuras cristalinas empleando Algoritmos Genéticos, a partir del diagrama de enlaces químicos de la molécula aislada.

GABRIEL I. PAGOLA; ANITA M. ORENDT ; ALBERT M. LUND; MARTA B. FERRARO; JULIO C. FACELLI

BUENOS AIRES

Workshop; Primer Workshop Latinoamericano de Modelado Molecular y Simulación Computacional; 2016

Durante los últimos 15 años nuestro grupo trabaja en la predicción de estructuras cristalinas y la determinación de sus propiedades mediante el desarrollo y aplicación de un código propio denominado MGAC (Modified Genetic Algorithms for Crystals). Dicho código es capaz de efectuar búsquedas de estructuras plausibles, usando algoritmos genéticos distribuidos (GA), para cristales con moléculas que pueden adoptar diferentes conformaciones (flexibles). El código efectúa una minimización local de estas estructuras para cada grupo cristalográfico relevante, las clasifica según su energía y rescata las más relevantes. La versión actual del MGAC emplea el código Quantum Espresso (QE) permitiendo efectuar las optimizaciones locales y los cálculos de las energías de los cristales candidato al nivel DFT-D (dispersion-corrected density functional theory). En este trabajo se muestra la predicción de 3 de los polimorfos de la glicina, es decir la obtención de las correspondientes estructuras cristalinas de los polimorfos tomando como información inicial únicamente el diagrama de uniones químicas de la molécula aislada. Los polimorfos estudiados son -glycine, -glycine y -glycine que pertenecen a grupos cristalográficos distintos, siendo estos P21/C, P21 y P31. Aplicando el MGAG y haciendo separadamente la correspondiente predicción para cada uno de estos grupos cristalográficos, en los 3 casos se ha obtenido que la estructura cristalina con la más baja energía es la que mejor ajusta a los datos experimentales del correspondiente polimorfo (con un RMS del orden de 0.2 para -glycine y del orden de 0.09 para los otros 2 polimorfos).