MOPAC

MOPAC es un paquete de software de química computacional que implementa una variedad de métodos de química cuántica semiempíricos basados ​​en la aproximación de negligencia de la superposición diferencial diatómica (NDDO) y se ajusta principalmente para la termoquímica en fase gaseosa . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Las versiones modernas de MOPAC admiten 83 elementos de la tabla periódica (H-La, Lu-Bi como átomos, ^{[ 3 ]} Ce-Yb como chispas iónicas ) ^{[ 4 ]} y tienen funcionalidad ampliada para moléculas solvatadas , ^{[ 5 ]} sólidos cristalinos , ^{[ 6 ]} y proteínas . ^{[ 7 ]} MOPAC fue desarrollado originalmente en el grupo de investigación de Michael Dewar a principios de la década de 1980 y lanzado como software de dominio público en el Quantum Chemistry Program Exchange en 1983. ^{[ 8 ]} Se convirtió en software comercial en 1993, desarrollado y distribuido por Fujitsu , y Stewart Computational Chemistry asumió el desarrollo y la distribución comercial en 2007. En 2022, fue lanzado como software de código abierto en GitHub.

MOPAC es principalmente un programa de línea de comandos en serie . Por defecto, toma una geometría molecular especificada en un archivo de entrada y realiza una optimización local de dicha geometría para minimizar el calor de formación de la molécula. Los detalles de este proceso se resumen en un archivo de salida. El comportamiento de MOPAC se puede modificar especificando palabras clave en la primera línea del archivo de entrada, y se pueden añadir vectores de traslación a la geometría para especificar un polímero, una superficie o un cristal.

MOPAC es compatible con otros programas para proporcionar interfaces gráficas de usuario (GUI), visualización de resultados y procesamiento de entradas. Las GUI más conocidas que admiten MOPAC son  Chem3D , WebMO, ^{[ 9 ]} Amsterdam Modeling Suite, ^{[ 10 ]} y Molecular Operating Environment . Jmol puede visualizar algunos resultados de MOPAC, como orbitales moleculares y cargas parciales . Open Babel admite la conversión desde y hacia el formato de archivo de entrada de MOPAC.

• Modelos semiempíricos: AM1 , PM3 , PM6, ^{[ 3 ]} PM7 ^{[ 11 ]}
• Optimización geométrica
• Optimización del estado de transición
• Análisis vibracional
• Modelo de solvatación COSMO
• Condiciones de contorno periódicas (solo punto Gamma, sin muestreo de la zona de Brillouin )
• MOZYME para sistemas de capa cerrada (algoritmo de estructura electrónica de escalado lineal)
• Termodinámica de la fase gaseosa
• Polarizabilidad molecular
• Hidrogenación automática para el preprocesamiento de estructuras del Protein Data Bank.
• Espectroscopia INDO ^{[ 12 ]}
• Interacción de configuración
• PARAM, un programa complementario para la optimización de parámetros ^{[ 13 ]}

MOPAC fue desarrollado originalmente en el grupo de investigación de Michael Dewar en la Universidad de Texas en Austin para consolidar sus desarrollos previos de los modelos y software MINDO/3 y MNDO y para servir como la implementación de software del modelo AM1 . ^{[ 14 ]} El nombre MOPAC era tanto un acrónimo de Molecular Orbital PACkage como una referencia a la autopista Mopac que corre junto a partes del campus de la UT Austin. ^{[ 15 ]} La primera versión de MOPAC fue depositada en el Quantum Chemistry Program Exchange (QCPE) en 1983 como el programa QCPE n.° 455 con James Stewart como su autor principal. ^{[ 8 ]} James Stewart se unió al grupo Dewar en 1980 como profesor visitante con licencia de la Universidad de Strathclyde , ^{[ 16 ]} y continuó el desarrollo de MOPAC después de trasladarse a la Academia de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en 1984. ^{[ 17 ]} En 1993, MOPAC fue adquirido por Fujitsu y vendido como software comercial, mientras que James Stewart continuó su desarrollo como consultor. ^{[ 18 ]} Después de 2007, Stewart Computational Chemistry desarrolló y vendió nuevas versiones de MOPAC ^{[ 19 ]} con el apoyo del programa Small Business Innovation Research . ^{[ 20 ]} Simultáneamente con su desarrollo comercial, hubo un esfuerzo por continuar el desarrollo de la última versión precomercial de MOPAC como un proyecto de software de código abierto. ^{[ 21 ] [ 22 ]} En 2022, el desarrollo y la distribución comercial de MOPAC terminaron, y fue oficialmente relanzado como un proyecto de software de código abierto en GitHub ^{[ 23 ]} desarrollado por el Molecular Sciences Software Institute. ^{[ 24 ]}

Las primeras versiones de MOPAC distribuidas por el QCPE se consideraron de dominio público y se bifurcaron en varios otros proyectos de software notables. Después de que James Stewart se fue, otros miembros del grupo Dewar continuaron desarrollando una bifurcación de MOPAC llamada AMPAC que se lanzó originalmente en el QCPE antes de convertirse también en software comercial. ^{[ 25 ]} VAMP (Vectorized AMPAC) fue una versión paralela de AMPAC desarrollada por el grupo de Timothy Clark en la Universidad de Erlangen-Nuremberg . ^{[ 26 ]} El grupo de Donald Truhlar en la Universidad de Minnesota desarrolló tanto una bifurcación de AMPAC con modelos de solvente implícitos , AMSOL, ^{[ 27 ]} como una bifurcación del propio MOPAC. ^{[ 28 ]} Además, las versiones comerciales de MOPAC distribuidas por Fujitsu tienen algunas características propietarias (por ejemplo, PM5, solvatación de Tomasi) que no están disponibles en otras versiones. ^{[ 29 ]}

MOPAC utilizó diferentes sistemas de versionado a lo largo de su desarrollo, a veces con un número de versión o año estilizado en el nombre. Estos nombres alternativos incluyen MOPAC3, MOPAC4, MOPAC5, MOPAC6, MOPAC7, MOPAC93, MOPAC97, MOPAC 2000, MOPAC 2007, MOPAC 2009, MOPAC 2012 y MOPAC 2016. ^{[ 30 ]} Las versiones de código abierto de MOPAC ahora utilizan versionado semántico .

• Lista de software de química cuántica y física del estado sólido
• Métodos de química cuántica semiempíricos
• AMPAC

• Página de descarga de MOPAC en openmopac.net
• Archivo histórico del código fuente y los manuales de MOPAC.
• Manual MOPAC 2002
• Manual MOPAC 2009
• Código fuente y binarios compilados en el repositorio Computational Chemistry List :
  • Código fuente (en FORTRAN ):
    • MOPAC 6
    • MOPAC 7
  • Binarios compilados:
    • MOPAC 6 para MS-DOS / Windows ;
    • MOPAC 6 para Windows 95 / NT ;
    • MOPAC 6 con GUI ( Winmostar )
    • MOPAC 7 para MS-DOS/Windows
    • MOPAC 7 para Linux
• MOPAC-5.022mn (MOPAC en la Universidad de Minnesota)