Spartan - 分子计算建模软件

分子建模与图形分析

构象搜索与计算方法

对于柔性分子，单个结构往往不足以代表其性质。Spartan 支持构象搜索、构象能量比较和玻尔兹曼权重计算，可生成构象集合，并在光谱预测等任务中考虑不同构象的贡献。用户也可结合几何约束或固定原子开展结构优化。

• 分子力学与半经验方法：包括 MMFF94、SYBYL，以及 MNDO、AM1、RM1、PM3、PM6 等，可结合分子类型和任务选择方法。
• 量子化学方法：提供 Hartree-Fock、密度泛函理论（DFT）、MP2 等电子相关方法，以及 CCSD、CCSD(T) 等计算选项；支持多类基组和热化学计算方案。
• 机器学习辅助计算：提供 MMFF 构象能量校正、近似 DFT 几何结构与能量估算、玻尔兹曼分布相关能量和 NMR 化学位移预测，可结合多步骤任务使用。

NMR 预测与结构解析

Spartan 提供基于量子化学和机器学习的氢谱、碳谱化学位移预测，可通过 NMR Protocol 多步骤计算设置组织构象筛选、几何优化、能量计算与化学位移预测。对柔性分子，可结合玻尔兹曼权重得到构象加权结果，用于比较候选结构和辅助立体化学归属。

结合实验化学位移进行比对

实验氢谱和碳谱化学位移可通过 CSV 导入，或粘贴到表格工具中并进行归属。用户可以在分子结构与数据表之间对应原子编号、实验值和计算值，并使用统计分析工具比较计算与实验数据。

软件还支持多种一维和二维 NMR 结果展示，包括氢谱、碳谱、DEPT、COSY、HSQC 和 HMBC，并可将实验 HMBC、COSY 二维谱与计算结果叠加比较。

光谱计算与实验比较

反应能量与过渡态研究

比较反应物、产物与过渡态

可在反应窗口中组织反应物、产物与过渡态，计算反应能、活化能以及相关焓和吉布斯自由能。数据可以来自当前分子文档、内置数据库或用户自建数据库。

软件支持通过反应箭头构建过渡态初始结构并检索相似的已知过渡态；也提供线性同步转变方法生成初始猜测，供后续过渡态搜索使用。

数据库与结果整理

Spartan 光谱与性质数据库（SSPD）提供分子几何结构、能量、光谱及相关性质数据，可按名称、分子式、子结构和异构体检索。天然产物和药物相关数据集合可为结构比较、构象与 NMR 分析提供参考，反应和过渡态数据可辅助反应研究。

分子数据可通过软件内的表格整理，输出摘要支持单分子和多分子数据导出。软件也支持绘制与保存二维、三维图表，打印或保存光谱表格 PDF，并支持 SDF、XYZ、PDB、CIF、SMILES、InChI 等多种结构与标识数据的导入。

计算帮助与学习资源

内置帮助内容支持文本检索，可查阅计算方法、基组、任务设置和常见问题。结合分步教程与专题资源，便于用户理解计算选项，并在遇到几何收敛等问题时查找相关说明。

适用研究场景

运行环境与服务支持

Spartan 提供 Windows、macOS 和 Linux 平台的软件。系统兼容性、处理器架构、内存和并行计算需求需结合所购授权与计算任务确认；计算方法、体系规模和并行核数会影响硬件配置需求。