Modelado molecular usando Spartan

SPARTAN

Spartan es un prestigioso entorno de modelado molecular fruto de los más de 15 años de experiencia de Wavefunction en desarrollo comercial de software. Las ya sobresalientes prestaciones, estabilidad y funcionalidades de Spartan se han visto ampliadas y mejoradas en su lanzamiento más reciente: Spartan’06 para Windows y Spartan’06 para Linux.

Nunca antes tanta química computacional había sido accesible de una forma tan intuitiva. El objetivo ambicioso de poner la química computacional al alcance de cualquier químico se refleja en el criterio de diseño global del programa: “acceso cómodo a un conjunto completo de modelos de mecánica molecular y química cuántica”. Esto es lo que distingue claramente a Spartan de otros paquetes de modelado molecular, pues le permite no ser una herramienta exclusiva para químicos computacionales familiarizados con las capacidades de los métodos de mecánica molecular y química cuántica. Así por ejemplo, los químicos experimentales que pueden tener poca o ninguna experiencia previa encuentran en Spartan la herramienta que les permite usar los cálculos de forma similar a técnicas experimentales como la espectroscopia RMN.

Los cálculos de mecánica molecular y de química cuántica ocupan posiciones de relevancia creciente en la química moderna y en las disciplinas relacionadas con ésta. Tradicionalmente éstos métodos han servido para proporcionar información sobre estructuras, estabilidades relativas y otras propiedades de moléculas aisladas. Gracias a la simplicidad inherente a los cálculos de mecánica molecular, la aplicación de éstos a moléculas complejas se ha extendido muy ampliamente. Más exigentes y costosos en tiempo de cálculo son los métodos de química cuántica, incluyendo los cálculos de orbitales moleculares de Hartree-Fock y, especialmente, los cálculos de correlaciones electrónicas. Sólo más recientemente, gracias a la disponibilidad de ordenadores suficientemente veloces, ha sido posible la utilización rutinaria también de éstos últimos métodos.

Con frecuencia se recurre a cálculos de química cuántica para aportar información sobre mecanismos y distribuciones de productos en reacciones químicas, tanto directamente mediante cálculos sobre los estados de transición como indirectamente modelando los requerimientos estéricos y electrónicos de reactivos y productos. Cada vez son más habituales los cálculos cuantitativos que conducen directamente a información sobre las geometrías de los estados de transición, y sobre los mecanismos de reacción en general, aunque los modelos cualitativos continúan siendo necesarios para estudiar sistemas demasiado grandes para un tratamiento de mayor rigor. Puede acudirse también a los cálculos de química cuántica para obtener información que complemente los datos experimentales o que los sustituya, como por ejemplo cargas atómicas para análisis cuantitativos de relaciones estructura-actividad (QSAR), o potenciales intermoleculares para cálculos de mecánica y dinámica moleculares.

Spartan se ha desarrollado para los sistemas operativos Windows, Macintosh, Linux y UNIX. La versión más reciente, Spartan’06, está disponible actualmente para Windows y Linux, y permite tanto realizar los cálculos localmente como remitir los trabajos a un servidor externo Linux (incluyendo clusters). La compilación de Spartan’06 se ha realizado con la versión más reciente de los compiladores Intel, resultando un incremento global de velocidad cercano al 25 % para ambas versiones Windows y Linux (respecto a sus versiones previas), independientemente de cambios de algoritmo.

PRINCIPALES CARACTERISTICAS

INTERFAZ GRÁFICA DE USUARIO

Constructor orgánico - Constructor inorgánico - Constructor de péptidos - Constructor de nucleótidos - Constructor de sustituyentes - Constructor 2D (requiere ChemDraw) – Estado de transición automático - Librería de estado de transición - Acceso a las bases de datos - Acceso al portapapeles - Detección automática de tautómeros -Extracción de ligandos unidos -Descriptores de función química -Mostrar/manipular modelos estructurales –Medir geometrías, áreas, volúmenes – Animaciones - Alineación molecular - Hoja de cálculo y representaciones de datos - Análisis de regresión lineal.


FORMATOS COMPATIBLES

Importar/exportar: SYBYL MOL y MOL2 – PBD – MACROMODEL - MDL SKC, TGF y SDF - SMILES – ficheros CIF y XYZ. Guardar/exportar: JPEG – PNG - BMP – AVI.


TAREAS

Energías - Geometrías de equilibrio - Geometrías del estado de transición – Confórmelo de menor energía - Distribución de confórmeros - Perfiles de energía – Termoquímica - Análisis de similitud.


ESPECTROS

Infrarrojos - UV/vis – RMN.


PROPIEDADES

Energía de solvatación – LogP - Área superficie polar - Área polar por ESP – Cargas Muliken - Cargas atómicas naturales - Cargas ajuste electrostático - Momentos dipolo - Momentos superiores – Polarizabilidades – Hyperpolarizabilidades – Electroganitividad - Qmenos y Qmas - Área y volumen molecular - Forma molecular - Entalpía, entropía y energía libre - Recuento grupos dadores y aceptores de hidrógeno - Recuento centros ionizables.


MÉTODOS/CONJUNTOS BASE

SYBYL - MMFF94 - MMFF94aq - MNDO, MNDO(d) - AM1 - PM3, PM3 extensiones metales de transición - RM1 - Hartree-Fock - DFT (local, BP, BLYP, EDF1, B3LYP) - TDDFT (local, BP, BLYP, EDF1, B3LYP) - MP2, MP3, MP4, LMP2 - Resolución de imagen MP2 (RI-MP2) - CCSD CCSD(T), OD, OD(T) - QCCSD, QCCSD(T) - CISD, CISD(T) - QCISD, QCISD(T) - T1 - G2, G3, G3(MP2) - STO-3G - 3-21G - 6-31G* - 6-311G* - cc-pVTZ – Pseudopotenciales – Funciones polarización – Funciones difusas – Conjuntos de base adicionales y personalizados – Conjuntos de base duales.


MODELOS GRÁFICOS

Orbitales superfi cies, contornos, mapas – Densidad superfi cies, contornos – Densidad espín superfi cies, contornos – Mapas potencial ionización localizado – Potencial electrostático superfi cies, contornos, mapas – Destacar regiones accesibles – Animaciones – Biopolímeros estilo cinta – Planos defi nidos – Mostrar enlaces hidrógeno.


CARACTERÍSTICAS ADICIONALES

Simetría – Restricciones y/o átomos congelados – Inversión automática centros quirales – Centrado automático en pantalla – Acceso portapapeles cortar/pegar – Enviar moléculas como lista simple – Capacidad envío remoto – Acceso en linea a PDB – Espectros experimentales IR y UV/vis del NIST - Espectros experimentales RMN de U. Colonia.


BASE DE DATOS MOLECULAR SPARTAN

(SDB): 140.000 moléculas – Búsqueda por nombre – Búsqueda por fórmula, isómero, peso – Espectros – Base de datos de Reacciones Spartan.