Szöveges részek szerkesztése

A kémiai rajzoknál meg kell különböztetni egymástól szerkezeti szöveget (vegyjelek, kisebb-nagyobb funkciós csoportok szövegként, atom labels, structural texts, nick names), és egyéb szövegeket (ábra feliratok, reagensek, captions). Az előbbiek az atomokhoz rendeltek, az utóbbiak szabadon, általában ún. szövegboxokban lehetnek, amelyek külön-külön alakíthatók, szerkeszthetők. E kémiai programokban természetesen csak a szövegszerkesztés minimális elemei találhatók meg, tehát betűtípusok és méretek kezelése, sortördelés stb., ez azonban illeszkedik a Windowsban általában megszokott használathoz. A szövegek kezelése terén kifejezetten az Accelrys Draw a leggyengébb (nyilván csak az adatbázisok használatára összpontosítottak). Néha a ChemDoodle megoldása is komplikáltnak hat (pl. a görög betűk beillesztése). A kívánt szubsztituens természetesen különálló szövegként is elkészíthető és köthető a képlethez

A ChemDoodle kivételével a programokban a kétféle szöveg beállításai teljesen függetlenek egymástól. A DrawIt esetében öt, az Accelrys Draw-ban három, a többiben kétféle fontot és beállítást használhatunk párhuzamosan. A feliratok és egyéb szövegek szerkesztése technikailag a ChemSketch-ben és ChemDraw-ban a legjobb.

A speciális kémiai szimbólumok általában elérhetők a programokban, azonban a ChemDraw és a ChemDoodle tartalmaz még egy teljes karakter térképet is, így az összes installált font összes karaktere elvileg gyorsan bemásolható.

A vegyesen szöveget és képleteket tartalmazó táblázatok természetesen manuálisan összeállíthatók és félautomatikusan elrendezhetők. A ChemDraw támogatja a tabulátor használatát egyszerű szöveges táblázatok készítésekor, azonban ebben és a legújabb ChemSketch-ben egy igen jó szöveg + grafika táblázatszerkesztő is rendelkezésre áll. A DrawItben található azonban csak a szöveget támogatja.

A DrawIt és a ChemSketch legutóbbi verziójában megjelent a keretes megjegyzések (annotation, callout) hozzáadásának lehetősége, ami főleg spektrumok, kromatogrammok magyarázatánál hasznos. Ez ugyan a többi programnál is összerakható némi munkával és leleménnyel, itt azonban készen állnak a különböző formátumok:



Nemzeti karakterek – E programokat világszerte használják, ezért igen fontos a nemzeti, így a magyar ékezetes írásjelek támogatása is. Sajnos, több mint 20 évvel a Windows operációs rendszer betörése óta e szempontból sok program korántsem tökéletes. A tesztet a magyar és izlandi karakterekkel végeztük:

• Accelrys Draw 4 – nincs probléma
• ChemDraw – ver. 11: nincs probléma, ver. 12: nem teljes támogatás
• ChemDoodle – nincs probléma
• ChemSketch 12 – nem teljes támogatás
• Chemistry 4-D Draw – nincs probléma
• DrawIt 4.1 – nem teljes támogatás (a nemzeti karakterek megfelelőek a programban, de egy részük eltűnik a Wordbe való átvitel során.)

Mivel a nemzeti karakterek kezelése a képernyxőn és a billentyűzeten függ az operációs rendszerektől is, ezért a fenti eredmények nem tekinthetők abszolút érvényűnek.

Templátok, csoportrövidítések

A Chemistry 4-D Draw kivételével a programokhoz mellékelnek és lehet készíteni is templátlapokat (sablonokat), vagyis amelyek a gyakrabban használt szerkezeteket tartalmazzák és ezeket gyorsan át lehet a rajzunkba másolni. Beszerezhetők, letölthetők egyéb rajztemplátok is, például kémiai eszközöké (az Accelrys Draw-t kivéve). A technikai megvalósításban persze a programokban különbségek vannak, talán a ChemSketch megoldása tekinthető a legfejlettebbnek

Másik lehetőség az ún. rövidített csoportok használata, ami tulajdonképpen a funkciós csoportok, szubsztituensek (COOtBu, NO₂) szöveges ábrázolása. Ezt az egyes programok különbözőképpen nevezik (abbreviated group, superatom, nickname). Itt – a szerkezeti szöveggel ellentétben – a szöveg mögé rejtve megmarad a kémiai értelem. Ez igen fontos dolog adatbázisok használatánál.

Az ilyen lineáris oldalláncok, szubsztituensek bevitelére kémiai értelmezéssel vagy a nélkül több lehetőség is van. Ezeket összegzi az alábbi ábra

1. Megrajzoljuk a szerkezetet és utána a szubsztituenst rövidítjük, becsomagoljuk egy kémiailag értelmezett szöveggé. A folyamat meg is fordítható, a szöveges formátumú szubsztituens egy kattintással visszaalakítható, kicsomagolható teljes szerkezetté. Ennek adatbázisok használatakor van nagy jelentősége.
   • Accelrys Draw: OK
   • ChemDraw: OK
   • Chemistry 4-D Draw: csak néhány előre definiált szubsztituens esetében működik.
   • ChemDoodle: nem támogatja.
   • ChemSketch: nem támogatja.
   • DrawIt: tökéletlenül működik egyszerű szubsztituensek esetén is. A rövidített oldalláncok gyakran nem alakíthatók vissza.
   • MarvinSketch: OK
2. Fontos és gyakori, vagy a felhasználó által definiált szubsztituensek tárolva vannak és egy-két billentyűnyomással hozzáadhatók a már megrajzolt részekhez rövidített vagy kiterjesztett formában. Ez a módszer az Accelrys Draw, ChemDraw, ChemDoodle és MarvinSketch esetében áll rendelkezésre. A többiek csak részlegesen támogatják.

3. Szövegként, lineáris formában beírjuk a szubsztituenst vagy oldalláncot, és a program ezt kémiailag értelmezi és valódi szerkezetté alakítja. A szöveg zárójeleket is tartalmazhat (ChemDraw, DrawIt and ChemSketch). A ChemDraw algoritmusa a legfejlettebb, itt az egyes atomokhoz ("betűkhöz") még elágazásokat is adhatunk,valamint az előzetesen definiált rövidítéseknek két csatlakozási pontjuk is lehet. A szerkezetté alakítás teljesen automatikus folyamat, ezért az eredmény szemre esetleg nem lesz tökéletes.
   • Accelrys Draw: nem támogatott.
   • ChemDraw: bármilyen lineáris forma beírható és szerkezetté alakítható, még bonyolult és elágazó szerkezetek is.
   • Chemistry 4-D Draw: bármilyen lineáris forma beírható, de csak a nagyon egyszerűeket tudja kémiailag értelmezni és átalakítani.
   • ChemSketch: bármilyen lineáris forma beírható és szerkezetté alakítható, aránylag bonyolultak is.
   • ChemDoodle: bármilyen nem túl komplikált lineáris forma beírható és szerkezetté alakítható.
   • DrawIt: bármilyen lineáris forma beírható, de csak a nagyon egyszerűeket tudja kémiailag értelmezni és átalakítani.
   • MarvinSketch: nem támogatott
   Az oldalláncok "betűiből" kiindulva a ChemDraw és DrawIt esetén lehet újabb kötéseket hozzáadni. Az utóbbi ezt egyszerű grafikai elemként kezeli, a ChemDraw viszont kémiailag is értelmezi.
4. A nyers módszer: ha a kémiai értelmezés nem fontos, az oldallánc egyszerű szövegként is elkészíthető és hozzákapcsolható egy kémiai szerkezethez. A MarvinSketch kivételével ezt mindegyik program tudja, azonban a 3. módszer ennél barátságosabb megoldás.

Összefoglalóan: A ChemDraw-ban a legfejlettebb ez a módszer, ezt követi a ChemSketch. Ha kémiai értelmezésre nincs szükség, a programok hasonlóak. Nehéz eldönteni, hogy melyik módszer alkalmasabb a szubsztituensek bevitelére: előre definiált szerkezetek vagy a beírt szöveg azonnali értelmezése. Mindkét módszernek meg vannak az előnyei és hátrányai.

A ChemDraw és DrawIt megengedi az "emeletes" szubsztituensek alkalmazását is.

Sajátos a Chemistry 4-D Draw megoldása. Az inteligens nomenklatura modul révén a programban csak a legalapvetőbb gyűrűk, funkciós csoportok kész templátjai találhatók meg. Viszont bármilyen berajzolt molekula elmenthető fragmentként, mint a rajzon a "cephem". Ez később a nevét beírva előhívható, sőt a szubsztituált származékokat is helyesen képezi.

Hasonló eljárás van beépítve az Accelrys Draw-ba is. A structure resolver használatával a program belső adatbázisához tetszőleges szerkezet/név párosítás adható hozzá.

Kémiai intelligencia, nevezéktan

Mint az előbb említettük, a ChemDraw, DrawIt és ChemSketch képes a lineáris szövegként beírt szubsztituensek értelmezésére és szerkezetté alakítására. A ChemDraw Ultra, ChemSketch, DrawIt és a Chemistry 4-D Draw közel a teljes IUPAC nomenklatúrát oda-vissza ismeri, így nagyon alkalmas nevek generálására. Az ISIS/Draw is képes rá, ha installáljuk rá a szabad AutoNom 2000 vagy az ACD/Name for ISIS modult (ez utóbbi csak kis molekulák esetén működik):

A modulok meglehetősen intelligensek és elég nehéz az eszükön túljárni, bár a szerves kémiai nómenklatúra mocsarasabb területein, pl. szénhidrátok, sokszor nem a várt eredményt adják. A Chemistry 4-D Draw és DrawIt az ionos multikomponens vegyületeket (pl. piridinium bromid) nem vagy csak semleges molekulaként értelmezi, míg a ChemDraw-nak vagy ChemSketch-nek ez nem probléma. A ChemDraw 12-es verziójának nómenklatura modulja már bonyolult policilikus vagy kondenzált rendszereket is értelmez. A nevezéktan modulok általában extrának számítanak és egyes alap vagy ingyenes verziókban nem vagy csak lebutítva találhatók meg. A szabadon letölthető ChemSketch verziónak is csak a szerkezet → név modulja van csak a programban, az ellenkezőt külön kell megvenni vagy az Interneten keresztül használható fizetős szolgáltatásként (I-Lab). Összefoglalva ezeket a következő tartalmazza.

A ChemDraw Ultra ≥ 9.0 verziói szerkesztés közben is képesek automatikusan azonnal tükrözni a változásokat.Ha pedig mindezeknél jobbra van szükségünk, vegyük meg az ACD/Name programot, ez fantasztikus teljesítményekre képes, beleértve pl. a szénhidrátok dzsungelét is. (Példa)

Summary of IUPAC modules in the different versions of the applications

Program:	Szerkezet névvé	Név szerkezetté
Accelrys Draw 4, akadémiai és kereskedelmi verzió	igen	igen
ChemDraw 12	csak az Ultra verzióban	csak az Ultra verzióban
ChemSketch 12, freeware kereskedelmi	igen, max 50 atom/3 gyűrű igen	nem igen
Chemistry 4D Draw 8, Standard Pro	igen igen	nem igen
ChemDoodle 4.1	nem	igen (sztereokémia nélkül)
DrawIt 9, akadémiai kereskedelmi	max. 10 nehézatom igen	max. 10 nehézatom igen (furcsa sztereokémia)
MarvinSketch 5.8	igen	igen

A programok közül, mint már fentebb említettük, az Accelrys Draw-ban és a Chemistry 4D Draw-ban lehetséges a program adatbázisába egy triviális névvel ellátott szerkezetet elmenteni. Ez később felhasználható mind a szerkezet névvé, mind a név szerkezetté átalakításokban.

Az összes ismertetett program és MarvinSketch képes a tetraéderes atomok és kettőskötések sztereokémiáját a Cahn-Ingold-Prelog (CIP) szabályoknak megfelelően azonosítani, a ChemSketch kivételével mindegyik már rajzolás közben reagál a változásokra. A ChemSketch esetén a szerkezet minden változtatása után manuálisan törülni kell az előző markereket és kérni az újra azonosítást.

A ChemSketch nem-ingyenes verziójába integrált könyvtár több, mint 30 ezer vegyületet és 165 ezer triviális és kereskedelmi nevet tartalmaz, ezek kereshetők név, szerkezet, gyógyszer kód, hatástani kategóriák alapján. (Hasonló a ChemFinder ChemACX adatbázisa is).

Összefoglalva, a szerkezet → név szolgáltatás nagyon hasznos minden szerves kémikus számára, a fordítottja azonban már kevésbé praktikus: hosszú és bonyolultabb neveket nehéz hiba nélkül beírni, a rövidebbeket pedig biztosan gyorsabb berajzolni. A hosszabb nevek természetesen átmásolhatók máshonnan is.

Spektrumok és kromatogrammok kezelése

Új fejlesztési irány a kromatogramok és az UV, IR, MS, NMR spektrumok fogadásának, tárolásának és publikációs környezetbe való beillesztésének a lehetősége. A DrawItbe és ChemSketchbe a mintegy 20-30 szűrő jóvoltából sok különböző cég által gyártott készüléktől származó adatok importálhatók (csak a megfelelő ACD modul megléte esetén). A ChemDraw JCAMP és Galaxy formátumú fájlokat tud fogadni, a ChemDoodle JCAMP fájlokat. A görbékkel a szükséges nyújtások, alakítások, alapvonal korrekciók, csúcslisták elkészítése, annotálása támogatott, valamint természetesen képletekkel, szöveggel ellátva beilleszthető a publikációba. Itt persze a spektrumnak, kromatogrammnak csak a végső formálása végezhető, tehát pl. nem egy NMR FID jel Fourier-transzformálása, ez az NMR program feladata. Mindhárom program teljes verziójában a psektrumok csúcsait össze lehet kapcsolni a szerkezeti képlet megfelelő atomjaival. Mivel a programok kiegészítői gyorsan változnak, ajánlatos a honlapokon mindig tájékozódni a legfrissebb fejleményekről.


A ChemSketch szabadon letölthető SpecViewer kiegészítésével szintén beilleszthetők NMR, UV-Vis, IR vagy Raman spektrumok a rajzokba:

 

Egyéb kémiai kiegészítők

Nem könnyű feladat a rajzoláson túlmenő extrákat összefoglalni, mivel egyrészt ezek folyamatosan változnak, másrészt nagyon függnek a program verziójától (standard, pro, ultra verzió, szabadon elérhető freeware verzió stb.), néha csak a vásárolt programhoz installálhatók, vagy külön kell megvenni stb. Ezért ajánlatos az illető honlapokon elolvasni az éppen aktuális helyzetet (ld. még táblázat).

Moltömeg, elemi összetétel %

Mindegyik program tudja számolni.

NMR:

¹³C: KnowItAll, ChemDraw, ChemSketch (I-Lab vagy külön megveendő modul) Accelrys Draw (ACD/Labs kiegészítővel), MarvinSketch (NMR Prediction)

¹H: KnowItAll, ChemDraw, ChemSketch (I-Lab vagy külön megveendő modul) Accelrys Draw (ACD/Labs kiegészítővel), MarvinSketch (NMR Prediction)

¹⁹F, ¹⁵N, ³¹P: ChemSketch (I-Lab vagy külön megveendő modul)

Egyik sem ab initio számolja az NMR spektrumokat, hanem beépített adatbázis alapján, így a pontosság az adatbázis nagyságának és tartalmának a függvénye. A DrawIt/KnowitAll ¹³C-NMR része a legsokoldalúbb, mivel (ha telepítve van a teljes Bio-Rad Suite) kívánságra megmutatja, hogy egy-egy atomnál milyen analóg környezetű vegyületek vannak az adatbázisban. A ChemSketch szintén tartalmaz hasonló lehetőséget.

MS fragmentáció keresés

A fragmentációkereső tulajdonképpen a spektrométerben lejátszódó kötéshasadásokat utánozza és megadja a keletkezett fragmensek tömegét. ChemDraw, ChemSketch, DrawIt és Chemistry 4-D Draw rendelkezik ezzel a segédeszközzel, közülük az első kettőé a legfejlettebb, ezzel több egyidejű fragmentációt is kijelölhetünk. (Ha többre van szükség, vegyük meg az ACD/MS Fragmentert vagy egy hasonló csomagot.)

IR: KnowItAll, ChemSketch (UV-IR Manager modullal) :

Molekula IR spektrumának generálása, illetve meglevő spektrumhoz hasonlítása.

A DrawIt, mint ChemWindow Edition, a spektroszkópiai részeknek csak egy demóját tartalmazza.

Különféle kémiai tulajdonságokat számoló eszközök

ChemDraw: logP, CLogP, kritikus nyomás, hőmérséklet és térfogat, Henry állandó, Gibbs energia, képződéshő, kritikus nyomás, molrefrakció.

ChemSketch: logP (ingyenes verzió) Az ACD/PhysChem kiegészítéssel: moláris refraktivitás és moltérfogat, parakor, felületi feszültség, sűrűség, dielekromos állandó, polarizálhatóság, Hammet σ (egyesek I-Lab-on keresztül is).

DrawIt/KnowItAll: logP, logD, pKa, Rule of Five (licenctől függően).

Accelrys Draw: Rule of Five, izotopomer eloszlás, lehetséges sztereoizomerek és Markush szerkezetek keresése, valamint az ACD Lab fizikai-kémiai és NMR számoló modulja.

ChemDoodle: Sok topológiai index, szerkezeti és analitikai adatok, Rule of Five, H-kötés donor/akceptor tulajdonságok, molrefrakció és moltérfogat, poláros felület, XlogP, sok termodinamikai és fizikai-kémiai tulajdonság, izotópeloszlás, stb.

MarvinSketch: protonálás és pKa, logP, logD, töltés és polarizálhatóság, tautomerek keresése, konformáció és molekula dinamika (Dreiding erőtérrel), 3D egymásra illesztés, topológiai adatok, molekula felület, Hückel analízis (HOMO, LUMO, lokalizációs energia, stb.), H-kötés donor/akceptor tulajdonságok. Több számítása eredményét grafikusan, izofelületekkel is megmutatja. Minden elérhető az ingyenes alapverzióban. Ezeket a számítási kiegészítőket online is ki lehet próbálni:
http://www.chemaxon.com/marvin/help/calculations/calculator-plugins.html

Ezek a számolt adatok természetesen megfelelő kritikával kezelendők.

ChemSketch ChemBasic Godies

Egy csokorra való különféle hasznos kiegészítő, többek között a többoldalas dokumentumok kezelésére, átalakítás HTML, VRML vagy SDF formátumba, peptid, szénhidrát és nukleinsav építés stb.

ChemSketch reakciókalkulátor

Ezzel a kiegészítővel kémiai reakciók sztöchiometriáját, hozamát, a reagensek mennyiségét számolhatjuk ki. Hasonló kiegészítője van az Accelrys Draw-nak is.

Dokumentáció

A nyomtatott dokumentáció a ChemDraw esetében megfelelő, a DrawIthez és ChemSketchhez már nincs nyomtatott dokumentáció (az utóbbinál a CD-n megtalálható pdf formátumban). A programbeli on-line dokumentáció (Help, súgó) az ISIS/Draw, ChemSketch és DrawIt esetén jó (sőt egy része utólagos kinyomtatásra lett tervezve), a ChemDraw-é gyakorlatilag azonos a nyomtatottéval. A Chemistry 4-D Lite Help dokumentációja hiányos, több modul hiányzik belőle, az ú.n. Plasmid modul leírását még a program honlapján sem lehetett megtalálni, és a keltezés szerint 2002-ben készült.. Barátságos megoldás az Accelrys Draw Helpjében, hogy külön fejezet segíti a régi ISIS/Draw felhasználókat az átállásban. A ChemDoodle esetén egy pdf fájlban található a leírás, sajnos index nélkül.

Említésre méltó még, hogy a ChemSketch kereskedelmi verziója igen nagy számú internet címet tartalmaz közvetlenül a kémiai újságok szerzői útmutatókat tartalmazó oldalaihoz, ezek közül több tucat pdf formátumban a program CD-ről is elérhető.

Kémiai programok és Internet

Manapság egyre több olyan alkalmazás jelenik meg – jobban mondvava böngésző kiegészítők (plug-in) és Java kisalkalmazás appletek), amelyek segítségével magában a böngészőbe rajzolhatjuk be a kémiai szerkezetet, például egy adatbázisban való keresés során. A ChemSketchnek is elérhető egy Java applet verziója az ACD honlapján (ACD/Structure Drawing Applet). Ez egy teljes tudású Java alapú rajzoló alkalmazás, templátokkal stb. együtt. A ChemSketchnek már említett Ilab kiegészítése is egy Internet alapú szolgáltatás. A ChemDraw plug-inje is automatikusan indítja a rajzprogramot, ha egy ChemDraw dokumentumot tartalmaz az éppen nézett oldal. A DrawIt spektroszkópiai adatbázisokat tud használni. Ezekkel azonban itt nem foglalkozunk. Az És mi van még?... fejezetben több java alkalmazást, appletet is találunk.

Az Accelrys Draw, ChemDraw, ChemSketch, ChemDoodle és MarvinSketch legutóbbi verziói támogatják az adatbázisok interneten keresztüli közvetlen elérését. A ChemDraw-val a ChemACX adatbázisban kereshetünk az aktuális szerkezettel kapcsolatos adatok után, a ChemSketch a PubChem, az eMolecules és ChemSpider web adatbázisból veszi az adatokat. A ChemDoodle az illető anyag forgalmazóit keresi meg. Néhány egyéb funkció, például ChemSketch-ben a rajz azonnali elküldése pdf formátumban e-maillel, vagy a kémiai hírek megjelenítése a képernyő alján RSS módszerrel már az extra dolgok közé tartozik. A fenti szabadelérésű adatbázisokon túlmenően természetesen sokra külön is elő lehet fizetni.

A webalkalmazások készítóinek igen hasznos lehet, hogy ChemDoodle a kémiai fájlokon és képeken túlmenően képes webkomponensek készítésére is egy speciális javascript könyvtár segítségével. A HTML 5 módszereire alapozott fejlesztői környezettel nem csak böngészők számára, hanem iPhone, iPod és Android eszközök részére is.lehet interaktív alkalmazásokat készíten. Másrészt, a ChemDoodle-ből a dokumentumainkat lehetséges online fájlként is elmenteni, amennyiben van iChemlab azonosítónk. Ezen az úton lehet egyúttal az adatainkat mozgatni a normál ChemDoodle és a ChemDoodle Mobile között.

A különböző kémiai fórumokat és levelezőlistákat figyelve kiderül, hogy sok felhasználónak problémája van azzal, hogy miként lehet egy rajzot áttenni az interneten is használható formátumba. Ez néhány mindössze másodperc egy jártas felhasználó számára, de gondot jelent egy kezdő számára. A DrawIt kivételével a többi program ezt támogatja. Mint már említettük, alapvető szabály, hogy soha ne használjuk a JPG, csak a GIF vagy PNG grafikus fájlformátumot! Ha többet akar megtudni a GIF és JPG formátumról, olvassa el ezt a mellékletet.

Összefoglalás

A rajzfunkcióknál, néhány apróbb javítástól eltekintve, nincs nagyobb változás az újabb és újabb verzióknál, eltekintve az adatbáziskezelést érintő módosításoktól (polimerek, Markush struktúrák, stb.). A fejlesztők leginkább a kémiai oda-vissza nomenklatúra funkciókra helyezik a hangsúlyt, valamint a spektrumok fogadására és kezelésére.

Jelenleg a két legerősebb program a ChemDraw és a ChemSketch. A DrawIt-ban rejlő ChemWindow szintén nem lépett előre az előző verziókhoz képest, viszont a spektrumok és kromatogrammok importja, szerkesztése, adatbázissal való kapcsolata és a táblázatkezelés nagyon megerősödött. Hasonlóképpen, az ISIS/Draw utódja, az Accelrys Draw rajzkézség szempontjából nem tud sok újat felmutatni. A Chemistry 4D Draw sem sokat fejlődött az elmúlt évek során. A jóval fejlettebb ChemSketch 12 Freeware az Interneten keresztül ingyen hozzáférhető.

A fejlődés nem áll meg, a hardver is egyre erősebb, s a fejlesztőknek minden évben ki kell rukkolniuk valami újjal, így aztán az eredetileg csakugyan csak kémiai rajzolásra szánt alkalmazásokból komplex alkalmazások lettek:

• Teljes kémiai, szöveges, spektrum és grafikus szerkesztő
  • publikációs (klasszikus vagy web) vagy
  • elektronikus jegyzőkönyvek számára
• Kémiai eszközök gyűjteménye
  • MS fragmentáció kereső, VRK szerkesztő, kémiai táblázatszerkesztő, templátok és hasonlók;
  • Gyors publikációs célú 2D → 3D átalakító és modellrajzoló;
  • Név → szerkezet és szerkezet → név átalakítás, sztereokémia megállapítása;
  • Passzív (egyirányú) adatbázis felhasználás:
    • templátszerű felhasználás, természetes és kereskedelmi anyagok képletének gyors visszakeresése triviális név alapján;
    • Anyagok tulajdonságainak, gyártóinak visszakeresése az internetről
  • spektrumok számolása (adatbázisokra alapozva)
• Egyéb programok bemenő moduljaként:
  • Kémiai adatbázisalkalmazások, vegyület és reakció nyilvántartás és keresésés, kromatográfiai és spektroszkópiai adatbázisok kezelése, csúcskeresés, stb.;
  • Fizikai-kémiai tulajdonságok, QSAR jellemzők számolása;
  • On-line szolgáltatások igénybevétele

Látható, hogy nehéz dolog az összevetés, hiszen mindegyik programban található nem egy kifejezett pozitívum a többihez képest, de negatívum is. Egy program megítélésénél sok függ a felhasználó rutinjától is, hiszen egy felébe-harmadába ismert, de egyébként jó program rosszabb benyomást kelthet, mint egy jóval kevesebbet tudó, de alaposan ismert másik. A felhasználó-barátságosság is viszonylagos, mivel aki jól ismeri az egyik program trükkjeit, különböző gyorsbillenytűinek (shortcut) a lehetőségeit, jóval gyorsabban tud dolgozni ezzel, mint egy másikkal. Véleményem szerint átlag felhasználó esetén, ha csak szokásos szerves kémiai ábrákat kell rajzolni, mindegyik program egyformán megfelelő. Nagyobb igények, összetettebb rajzok esetén a ChemDraw vagy ChemSketch javasolható. A ChemDoodle is nagyon jó, de jelenleg még gondjai vannak a más alkalmazásokkal való közvetlen kapcsolattal. Kémiával kevert biokémia folyamatok, ábrák esetén a ChemBioDraw a legajánlottabb. Ha a spektrumok, kromatogrammok kezelése lényeges, a DrawIt vagy ChemSketch ajánlható. Mivel a ChemDoodle kivételével mindegyik program adatbáziskezelőhöz, illetve a ChemDraw molekulamodellező társprogramhoz is kapcsolódik, a végső ítéletbe az ezek iránti igény is beleszólhat.

Egy gyakorlott és gyakori felhasználó valószínűleg nem elégszik meg egyetlen alkalmazással. Néhány tulajdonság csak az egyikben, míg mások csak egy másik programban érhetők el. Közös kémiai fájlformátumok ma már mindig akadnak, sőt a versenytársak is kölcsönösen támogatják egymás formátumait, amivel minden felhasználó csak jól jár.

A személyes véleményem szerinti sorrend:

1 – ChemDraw (igény szerinti változatai)
2 – ChemSketch (szabad vagy kereskedelmi verzió igény szerint)
3 – ChemDoodle (sok mindenben eléri a ChemDraw-t, de egy nagyságrenddel olcsóbb)
4 – Accelrys Draw (szabad verzió)
5 – Accelrys Draw, DrawIt vagy Chemistry 4D Draw kereskedelmi változatai – csak ha szükség van valamelyikre a többi társprogram miatt, pusztán a rajzolás miatt nem érdemes megvenni.

És mi van még?...

A fentebb ismertetett programokon túlmenően jó néhány van még a piacon, ezek szabad programok vagy a shareware kategóriába tartoznak, egyesek egész jók, akár az előzőekkel is felveszik a versenyt, mások csak kísérletezgetésre használható egyszerű alkalmazások, nemegyszer béta fázisban. Vannak kifejezetten webalkalmazások számára készültek (applet). Ezek részben teljesen ingyenes alkalmazások, mások csekély összegért regisztrálhatók.

MarvinSketch 5.8 (Windows, Linux, Mac)
(ChemAxon Ltd)

Több operációs rendszeren is használható érdekes és gyorsan fejlődő Java alkalmazás. Mint az elején említettük, nem adtuk hozzá a tárgyalt hat programhoz, mivel nem publikációs célú komplex rajzok készítésére szánták, azonban sok figyelemreméltó és jól használható tulajdonsága és eszköze van.
Bár ez is egy egyszerű 2D rajzoló program, azonban több olyan sajátsággal rendelkezik, ami általában csak a modellezőprogramok sajátja, például színezett atomok, golyós vagy CPK modellel való megjelenítés, 3D clean-up. Importálhatók 3D molekulák (Sybyl, PDB, XYZ, stb.), van külön 2D és 3D tisztítás (clean-up). Támogatja az InChi, Smiles és Smarts sztringformátumokat is. A MarvinSketch web fejlesztők számára Java applet vagy bean-ként is elérhető, így felhasználható más alkalmazások, például on-line adatbázisok grafikus bemeneti moduljaként (a program emiatt is támogatja a kereső atomokat és kötéseket, R-logikát, Markush-szerkezeteket stb.), illetve önálló alkalmazásként is használható. Sokféle fizikai-kémiai tulajdonság is számolható, mint már előzőleg írtuk. A molekula adatai a beépített szerkesztőben többféle fájlformátumban is megtekinthetők. MDL adatbázis fájlok is beolvashatók és a JChemBase révén kapcsolható többféle adatbázishoz. IUPAC névgenerátort is tartalmaz. Társprogram: MarvinView (gyors 2D → 3D konverzió és megtekintés), MarvinSpace (3D molekula és felület megjelenítés). Részletekért lásd a ChemAxon honlapját.

A MarvinSketch is már élsimítással (anti-aliasing) rajzolja a képernyőn a rajzokat. A MarvinSketch-csel készült ábrák JPG, BMP és PNG bit- vagy SVG, EMF és PDF vektorformátumban elmenthetők, így sokoldalúan felhasználhatók.

URL: http://www.chemaxon.com/product/msketch.html  (ChemAxon Ltd)

WinPLT 7.1 (Windows)
(Hans J. Reich)

A 90-es évek elején a DOS alapú és milliónyi billentyűkombinációval dolgozó PLT a mazochisták rajzolóprogramja volt. Viszont ezzel a programmal töké­letesen uralni lehetett a rajzolást. Például a szövegek dőlését, méretezését, vastagságát, forgatását szabadon és folyamatosan lehetett szabályozni, hasonló­képpen a (többszörösen is) kereszteződő kötéseket és még sok egyéb paramétert is. A Windows változat sokkal fel­használó­barátságosabb, azonban egyúttal néhány külön­leges funkció elveszett. Ennek ellenére egyes fontokkal a szöveg- és karak­ter­formatálás a Windows nyújtotta szokásos kereteken túlmenően is lehetséges. A program koncepciója, a rajzolás technikája eléggé eltér a megszokottól, ez új felhasználó számára szokatlan lehet (a programhoz bő Súgó és tanító tartozik). A vektorgrafika jelenléte erősen érződik (az eredeti DOS program HPGL formátumban dolgozott, a többi programban ezt a kémia jórészt elfedi), ez azonban több, máshol nem lehetséges megoldást tesz lehetővé: például a keton vagy szulfon csoport direkt egy kattintással való beépítését gyűrűkbe vagy akár szövegbe, vagy a meglevő kötések szétbontását vonalakra és átformatálást (pl. az ábra sztereo kettőskötései). Csak a saját PLT fájlformátumát írja és olvassa, a grafikát WMF, EMF, BMP, GIF, élsimított GIF és EPS fájlba vagy a Windows vágólapra lehet exportálni. Molekulafájlokat PLT formátumra a Mol2Mol program tud átalakítani.

A Windows változatban lehet­séges NMR spektrumok importálása és X-Y grafikonok alkotása. Néhány egye­bütt nem található különleges funkció: gyakoribb atomcsoportok egylépéses rajzolása (keton, szulfon, csoportos sztereo­kötések stb.), kémiai dia-show (Powerpoint nélkül), Bézier, szinusz, koszinusz, parabola, kör, Gauss és Lorenz görbék stb. stb. Érdemes kipróbálni.
URL: http://www.chem.wisc.edu/areas/reich/plt/winplt.htm

ICM-Chemist (Windows, Linux, Mac)
(Molsoft)

Programcsomag rajzolásra, 3D átalakításra, megjelenítésre, farmakofor keresésre, kémiai informatikához, stb. Megér egy közelebbi ránézést.
URL: http://www.molsoft.com/icm-chemist.html

ChemPen (Windows)
(Hilton Evans)

Jó shareware program, több verziója létezik (NMR modullal, 2D → 3D átalakítás, molekulamechanika modul). Érdemes kipróbálni.
URL: http://www.chempensoftware.com/

XDrawChem 1.9.9
WinDrawChem 1.7 (Unix, Windows)
(Bryan Herger)

Unix operációs rendszer alá íródott 2D szerkesztő. A ChemDrawhoz hasonló funkciókkal ellátott, MDL molfájlokat és ChemDraw fájlokat ért és ír. PNG és EPS formátumokba exportál. Kissé régebbi verziója a Windows alá írt WinDrawChem.
URL: http://xdrawchem.sourceforge.net/

JChemPaint 3.0 (Windows, Linux, Mac)
(JChemPaint Project)

Több operációs rendszeren is használható Java program, applet verziója is létezik. Támogatja a CML, SVG, Smiles and MDL MOL/SDF formátumokat, valamint van ¹³C NMR modulja. Érdemes kipróbálni.
URL: http://sourceforge.net/apps/mediawiki/cdk/index.php?title=JChemPaint

BKChem 0.13 (Windows, Linux, Mac)
(B. Kosata)

A BKChem python nyelven írt szabad multiplatform 2D rajzoló program A CML, Adobe SVG grafikát, PDF, Post Script, Open Office formátumokat stb. támogatja. Élsimított jó minőségű rajzokat lehet vele web lapokba beépíteni, ehhez szükséges az Adobe SVG plugin megléte.
URL: http://bkchem.zirael.org

ChemicPen 2.6 (Windows)
(Cetramax)

Könnyen kezelhető program kémiai szerkezetek és reakciók rajzolására. Támogatja a nyomtatást és exportot más dokumentumokba.
URL: http://www.cetramax.com/

ChemTool 1.6.12 (Linux)
(T.Volk - M. Kroeker)

Egyszerű kémiai képletrajzoló program, a GTK eszközkészletet használja X11 alatt.
URL: http://ruby.chemie.uni-freiburg.de/~martin/chemtool/

* * * Java kisalkalmazások (appletek)

Mivel a különféle internetes szolgáltatások mára meglehetősen elterjedtek, nagyon fontosak az olyan kisalkalmazások, amelyek egy böngészőbe ágyazva lehetővé teszik a kémiai szerkezetek bevitelét. Ezek általában kereső szerkezetek bevitelére alkalmasak. A fejlettebbek támogatják a molekulafájlok olvasását is, illetve a szerkezetek exportját más dokumentumokba. A részletek helyett itt csak utalnánk egy friss összefoglaló cikkre [8].

JME Editor 2004.10
(Peter Ertl, Novartis Pharma AG)

 

Az egyszerű és felhasználóbarátságos JME Editor egy szabadfelhasználású java applet, amellyel egy HTML oldalon, web böngészőben lehet közvetlenül szerkeszteni molekulákat és reakciókat. A szerkesztővel Smiles, MMDL MOL/RXN vagy sajátformátumú fájlokat lehet beolvasni illetve exportálni. A JME professzionális verzió nem applet, henem önálló Swing alkalmazás. Csak kémiai szerkezeteket lehet rajzolni és exportálni/importálni. Szubstruktúra lekérdezések is szerkezsthetők vele. Kitűnő grafikus input modul on-line adatbázisokhoz vagy fizikai-kémiai tulajdonságok számításaihoz.

 

 

Az applet csupán szerkezeti képletek megjelenítésére is alkalmas:

URL: http://www.molinspiration.com/jme
A JME Editor egy újabb változata a Web2.0 Ajax technológián alapuló Molinspiration WebME Molecule Editor. URL: http://www.molinspiration.com/docu/webme

ChemWriter
(Metamolecular LLC)

Egy másik egyszerű javascript alapú multiplatfrom rajzoló eszköz web és mobil alkalmazásokhoz. MDL molfájolok exportja és importja lehetséges
URL: http://www.chemwriter.com/

JDraw
(Accelrys)

Az Accelrys JDraw szintén egy egyszerű, internetes alkalmazásokhoz való kémiai szerkesztő és megjelenítő..
URL: http://accelrys.com/products/informatics/cheminformatics/draw/jdraw.php

JSDraw
(Scilligence Corp)

Az előzőekhez hasonló javascript alapú multiplatform szerkesztő. ChemDraw, MarvinSketch, ISIS/Draw fájlokat olvas és ír, használhatók Smiles, Smarts szövegsztringek is. Társalkalmazása a JsSDF kémiai táblázatkezelő.
URL: http://www.jsdraw.com

Xemistry Web Sketcher
(Xemistry GmbH)

Fejlett és nagyon jól használható multiplatform rajzoló. Mivel ez szerver oldali alkalmazaás, nincs szüksége semmi kiegészítőt applet, stb. letöltésére. Az export és import számára sokféle formátumot támogat, többek között a legtöbb string formátumot (Smiles, InChi, SLN, Cactus, stb.), a fontosabb molfájlokat (MDL MOL, PDB, MOL2, stb) és a grafikus export számára több bitmap és vektor formátumot (GIF, PNG, SVG, EPS, WMF, PDF, stb.). A rajzolót könnyen lehet kapcsolni számos web alkalmazáshoz, szolgáltatáshoz.

* * * Add-in

Chem4Word
(University of Cambridge and Microsoft Corp.) (Windows)

A kémiai információ dokumentumokba ágyazásának egy másik érdekes közelítése a Microsoft Word számára készített kiegészítés, a Chem4Word, amely a Cambridge-i Egyetem és a Microsoft közös projektje. A Word szövegszerkesztőbe ágyazott ún. kémia zónákkal avagy mezőkkel (chemical zones) sokféle információt lehet megjeleníteni. Más szóval egy passzív képpel ellentétben a kémiai mezőknél néhány kattintással kiválaszthatjuk, hogy a beágyazott mező helyén milyen grafikus vagy szöveges információ jelenjen meg. Kémiai szerkezeteket az internetről (PubChem vagy OPSIN) vagy CML fájlokból lehet a mezőkbe betölteni. Bár a Chem4Wordben van egy igen egyszerű kémiai szerkesztő is, ez csak az importált szerkezetek módosítására alkalmas. Szükség van tehát valamilyen különálló kémiai szerkesztőre is, ami képes a molekulákat CML formátumban exportálni, ha egy adott anyag nem található meg az interneten. Az egész projekt még kísérleti állapotú és csak MS Word 2007 vagy 2010 szövegszerkesztővel működik.
URL: http://chem4word.codeplex.com and http://research.microsoft.com/en-us/projects/chem4word/

tetejére

Megjegyzések és irodalom

1.  Acceylrys (Symyx) Draw 4.0, Symyx Technologies, Inc; Internet cím: http://accelrys.com/products/informatics/cheminformatics/draw/

2.  ChemDraw 12.0.2, CambridgeSoft Corporation, Cambridge, MA, USA; Internet cím: http://www.cambridgesoft.com .

3.  DrawIt 9.0 (KnowItAll Academic edition), Bio-Rad Laboratories Informatics Division, Philadelphia PA, USA; Internet cím: http://www.chemwindow.com vagy http://www.bio-rad.com.

4.  A tesztelés körülményei: PC Intel Core 2 T7200 CPU, 2.0 GHz, 2048 Mb memory, Windows XP SP3 és Windows Vista SP2 (International English release), a kémiai programok 32 bites változatával. Szövegszerkesztő: MS Word 2003 (angol). Nyomtatók: HP Laserjet 5, HP Deskjet 600 és 840.

5.  a) ACD/ChemSketch 12.0, Advanced Chemistry Development Inc, Toronto, Canada; Internet cím: http://www.acdlabs.com Az ingyenes verzió itt elérhető.
b) David Bradley: Chemical Structure Drawing Software, URL: http://www.sciencebase.com/aug04_iss.html (ismertetés, utolsó elérés 2011.12.28)

6.  Chemistry 4-D Draw 8.4.6, ChemInnovation Software Inc., San Diego, USA, http://www.cheminnovation.com.

7.  a) MarvinSketch 5.8, ChemAxon Ltd, Budapest, Hungary; URL: http://www.chemaxon.com
b) Marvin ismertetés. URL: http://homepage.mac.com/swain/Macinchem/Reviews/ChemAxon_review/Marvin.html (utolsó elérés 2011.12.28)

8.  a) P. Ertl: Molecular structure input on the web. J. Cheminformatics, 2:1 (2010); URL: http://www.jcheminf.com/content/2/1/1
b) A comparison of six chemical drawing packages. URL: http://homepage.mac.com/swain/Sites/Macinchem/Reviews/chem_drawing_packages/chem_draw_packages.html (utolsó elérés 28.12.2011.12.28)

9.  a) ChemDoodle 4.1.1, iChemLabs LLC, Piscataway, NJ, USA; URL: http://www.chemdoodle.com
b) ChemDoodle ismertetés. URL: http://homepage.mac.com/swain/Macinchem/Reviews/chemdoodle_review/chemdoodle_review.html
c) ChemDoodle Web Components ismertetés. URL: http://homepage.mac.com/swain/Macinchem/Reviews/Chemdoodle/chemdoodle_web_components.htm (utolsó elérés 2011.12.28)

10. Kémiai rajzolóprogramok összehasonlításával, kémiai rajzokkal foglalkozó cikkek
a) Vikas Anand: Comparative Evaluation of Freely Available Chemical Structure Drawing Softwares.
URL: http://www.pharmainfo.net/reviews/comparative-evaluation-freely-available-chemical-structure-drawing-softwares (utolsó elérés 2011.12.28)
b) A. M. Clark: Basic primitives for molecular diagram sketching. J. Cheminformatics, 2:8 (2010)
URL: http://www.jcheminf.com/content/2/1/8 (utolsó elérés 2012.1.8)

11. Az eredeti jóval rövidebb változat:
a) Internet J. Chem. 3, L 25 (2000) (ISSN 1099-8292)
b) T. Gunda: Magyar Kémiai Folyóirat 104, 25-33 (1998)
c) Régebbi programok ismertetése:

ChemText 1.2: Gunda Tamás: Magy. Kém. Foly. 95, 353 (1989)
PLT 5.1: Gunda Tamás: Magy. Kém. Foly. 99, 216 (1993)
ISIS/Base 1.2: Gunda Tamás: Magy. Kém. Foly. 101, 168 (1995)
ISIS/Draw 1.2: Gunda Tamás: Magy. Kém. Foly. 101, 170 (1995)

12. OSRA: Optical Structure Recognition Application. URL: http://cactus.nci.nih.gov/osra

 Vissza az elejére  Első rész  G. T. honlap 

Ez az összefoglalás Adobe pdf formátumban letölthető rajzprog_rev_2012_2.pdf (~2.5 MB)

Kémiai rajzolóprogramok – Accelrys (Symyx) Draw, ChemDraw (ChemBioDraw), DrawIt, ChemSketch, CheDoodle és Chemistry 4-D Draw összevetése
by Dr. Gunda Tamás is licensed under a Creative Commons Attribution-Non-Commercial-No Derivative Works 2.5 Hungary License.

Erre az internet összeállításra a Creative Commons szerzői jogi licenc feltételei érvényesek.
Az öszeállításra bárki szabadon hivatkozhat, kapcsolhatja a saját honlapjához és idézhet belőle a forrás megjelölésével.
Bármilyen változtatás, kereskedelmi célú felhasználás vagy más nyomtatott vagy elektronikus médiatermékekben való felhasználás
csak a szerző írásos hozzájárulásával lehetséges.

All trademarks and photographs are ™ and/or © by their respective owners.
No infringement is intended upon the rights of any holders of any copyright or trademark referenced herein.

Gunda Tamás

Ez az oldal Editpad Pro szerkesztővel készült.   Firefox böngésző használatára optimalizált.