2025年最好的10个结构式编辑器

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摘要:化学结构式编辑器在化学、生物及材料领域至关重要,助力科研人员高效绘制各类分子结构。面对繁多的软件选择,找到最适合的工具尤为关键。本文精心挑选了今年15款结构式编辑器(见表1),综合考量其中10款主流编辑器的功能丰富度、用户友好度及价格等因素(见文末表2详细参数

化学结构式编辑器在化学、生物及材料领域至关重要,助力科研人员高效绘制各类分子结构。面对繁多的软件选择,找到最适合的工具尤为关键。本文精心挑选了今年15款结构式编辑器(见表1),综合考量其中10款主流编辑器的功能丰富度、用户友好度及价格等因素(见文末表2详细参数评级),供同行参考。

这些编辑器不仅涵盖从简单到复杂分子的绘制,还集成了IUPAC命名-结构转换、2D-3D转换等高级功能。笔者特别关注图像AI识别、药物研究方面的化学信息学计算、多肽核酸HELM绘图支持,及期刊发表方面的预设格式需求。通过详细对比,旨在帮助不同领域的科研工作者找到最贴合自身需求的得力助手。

表1. 主要功能比较表

表1注:《十五种结构式编辑器的主要功能等维度比较和评级》中,

n:代表无此功能;

★:代表有此功能,较弱;

★★:代表功能低于平均水平;

★★★:代表功能为平均水平;

★★★★:代表功能超出平均水平;

★★★★★:代表功能优秀、一流;

?:代表不明确;

CS:客户端架构;

BS:浏览器架构;

APP:手机与PAD的APP架构。

一、ChemDraw

简介:ChemDraw是老牌的珀金埃尔默/瑞孚迪(Perkin Elmer PE/Revvity)公司爆款软件,1985年推出,在化学、材料、药物界被广泛使用,目前被认为是结构编辑器的国际标准。

基础功能

显示和绘制有机化合物,如含有碳链和芳香环的有机物;

绘制茂环结构式;

结构式模板;

显示分子式、分子量、元素分析、cLogP、tPSA、pKa、质荷比、氢受体……

结构式美化;

结构式对齐;

生成Mol、SMILES、InChI、CDX、CDXML等结构格式文件;

薄层层析(TLC);

对接SciFinder、Reaxys和ChemACX数据库工具。

中英文IUPAC命名

中文IUPAC命名:不支持。

英文IUPAC命名:支持;对甾体类结构命名不简洁;偶尔存在一些结构无法命名。

结构➡名称:支持。

名称➡结构:支持。

兼容Word/Excel/PPT/WPS

兼容Windows Office的Word、EXCEL、PowerPoint;

兼容金山办公WPS。但Ctrl-C/V只能得到png图片,只有使用鼠标右键进行“复制-粘贴为ChemDraw对象”,才能保持可编辑状态。

兼容期刊投稿

支持自定义设置键长、键宽、键角等参数,从而满足各种期刊等文献出版要求;具有高达20种预设标准期刊格式,绘制出的化学结构图可直接用于发表,如ACS Document 1996、Wiley Document、Nature Research Document等标准。

化学信息学计算

支持。提供Lipinski’s rule of 5成药性等计算。

3D绘图

附图

核磁预测

有NMR图谱预测功能,且综合准确度较高。

附图

HELM

支持大分子编辑(HELM),可用于DNA、RNA、多肽的绘制;缺乏糖类聚合物绘制功能。

附图

生物绘图

生物方面,ChemDraw支持从动物到亚细胞和蛋白质卡通结构模型图绘制,如双层细胞膜的灵活绘制,功能较简单。

附图

图像识别

BS/CS架构

有BS网页版和CS客户端版。

费用

ChemDraw每人每年14200元人民币,3个起购,必须实名报备。

ChemOffice套装包含更多功能,如Chem3D、For EXCEL等,每人每年22800元人民币。

未来费用可能受关税等政策影响。

产品介绍官网:

二、InDraw

简介:InDraw是中国主流的“国产替代进口”结构式编辑器软件,能够对标ChemDraw几乎所有功能,也有其自身特色,由上海鹰谷信息科技有限公司自主研发。鹰谷在2014年即发布了第一代InDraw,是中国最早系统研发化学结构式编辑器的公司。华为、艾力斯等著名公司用的就是InDraw来代替ChemDraw。

基础功能

显示和绘制有机化合物,如含有碳链和芳香环的有机物;

绘制茂环结构式;

结构式模板;

结构式对齐;

结构式美化;

显示分子式、分子量、元素分析、cLogP、tPSA、pKa、质荷比、氢受体、等电点、自由能……

对接PubChem、Reaxys、ChemSpider、ChemicalBook等数据库工具;

薄层层析(TLC);

对接含有300万种化合物的数据库,可中英文名/CAS/结构检索;

生成Mol、SMILES、InChI、CDX、CDXML等结构格式文件。

中英文IUPAC命名

中文IUPAC命名:支持。InDraw是全球第一家实现中文IUPAC命名功能,而其他主流软件均不支持。InDraw中文命名系统主要参考了《IUPAC 2013版》和科学出版社《有机化合物命名原则2017》一书,包含了中文命名的特色,更加标准。

英文IUPAC命名:支持。全球第四家实现英文IUPAC命名功能。参考权威的《IUPAC 1993版》、《IUPAC 2013版》,以及无机物1980版命名原则,在咖啡因等嘌呤类物质、胆固醇等甾体类四环化合物的命名和转换中,采用“半俗名”或“俗名(简称)”模式,效果较好,容易被主流软件识别。经1600万化合物结构数据测试,总准确率99.55%。

高度兼容Windows Office的Word、EXCEL、PowerPoint,以及金山办公的WPS;

可以用Ctrl C/V或鼠标右键复制粘贴等方式,在几种软件之间转移化学分子结构,并保持可编辑状态(双击可调出InDraw编辑窗口)。

兼容期刊投稿

支持自定义设置键长、键宽、键角等参数,从而满足各种期刊等文献出版要求;具有14种预设标准期刊格式,绘制出的化学结构图可直接用于发表,如ACS Document 1996、Wiley Document、Nature Research Document等标准。

化学信息学计算

有。提供Lipinski’s rule of 5成药性计算,cLogP、cLogS、tPSA、pKa、氢受体、 Genotoxic Probability、predicted Molar Refractivity、Druglikeness。

3D绘图

有。

附图

核磁预测

有NMR图谱预测功能。含氢谱(1H)、碳谱(13C)、以及COZY、HSQC二维谱。

附图

HELM

有。可用于DNA、RNA、多肽、糖类聚合物的绘制,以及“序列缩写-结构”之间的快速转换;

附图

生物绘图

有。支持从实验物品到动物、器官、细胞、亚细胞、核酸、抗体、蛋白质卡通结构模型图绘制。

附图

图像识别

有。

AI图像识别技术强,可把图片格式的化学结构式和反应式转换为可编辑形式。在UOB5740个测试集上,识别准确率达到99.75%。

BS/CS架构

有BS网页版和CS客户端版。BS可以版本跨平台,可在Windows、安卓平板电脑和手机、苹果电脑上使用。其BS版本已经整合在鹰谷电子实验记录本中。

费用

绝大部分功能免费使用,部分功能收费使用。收费功能点有:支持免登录离线使用(免费版需要每7天登录一次);支持InDraw for Excel(实现打开和制作SDF文件、批量生成结构式图片、批量计算分子量/cLogP/tPSA等、批量英文名称转结构式、结构式搜索等功能);利用API调用化学结构的图像识别;支持界面部分功能自定义;专属技术支持服务等。

产品介绍官网:

三、MarvinSketch

简介:匈牙利Chemaxon公司研发的一款知名结构式编辑器,功能强大。

基础功能

显示分子式、分子量、元素分析、cLogP、tPSA、pKa、质荷比、氢受体、等电点……

薄层层析(TLC);

对接PubChem、Reaxys、谷歌专利数据库工具;

中英文IUPAC命名

中文IUPAC命名:不支持。

英文IUPAC命名:支持。

结构➡名称:支持。但与ChemDraw的存在一定的适配性欠佳,如咖啡因为代表的嘌呤类物质,有时其命名结果,无法被ChemDraw和ChemDoodle的“Name to Structure”功能所识别。

名称➡结构:支持。

MarvinSketch另有英文俗名命名系统,是其特色。

兼容Windows Office的Word、EXCEL、PowerPoint。

兼容期刊投稿

支持自定义设置键长、键宽、键角等参数,从而满足各种期刊等文献出版要求;具有11种预设标准期刊格式,绘制出的化学结构图可直接用于发表,如ACS Document 1996、Elsevier、European Journal of Organic Chemistry等标准。

化学信息学计算

有。具有cLogP、cLogD、溶解性、等电点、pKa、hERG等10余种计算和预测功能,是成药性计算的重要部分。

3D绘图

有。

附图

核磁预测

有NMR图谱预测功能。主要是氢谱(H)和碳谱(C)。分辨率较高。

附图

HELM

有。通过JChem For EXCEL的Biomolecule Toolkit模块,或MarvinJS(在线版)实现。

附图

生物绘图

无。

图像识别

无。

BS/CS架构

有BS网页版和CS客户端版。

费用

价格未知。

提供14天免费试用期。

MarvinJS在线演示版免费使用,不限时,但功能有限。

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四、ChemDoodle

简介:美国iChemLabs公司出品。基于JavaScript语言,客户端版本支持苹果Mac电脑使用;与主流软件的风格差异大。例如,默认以一个碳原子开始绘制,各类菜单和工具按钮布局欠合理、不符合大多数用户习惯。此外,文本、化学键、背景的颜色设置复杂,而无环内颜色填充功能,反应投料表也无法与反应式修改同步。

基础功能

显示分子式、分子量、元素分析、cLogP、tPSA、质荷比、氢受体……

薄层层析(TLC);

对接PubChem、SciFinder、ChemSpider、谷歌专利数据库工具;

生成Mol、SMILES、CDX等结构格式文件。

中英文IUPAC命名

中文IUPAC命名:不支持。

英文IUPAC命名:支持。但某些种类化合物存在无法正确命名的情况,例如螺环、桥环等有机物、以及一部分的无机物。

结构➡名称:支持。

名称➡结构:支持。

兼容期刊投稿

化学信息学计算

有。如Lipinski’s rule of 5计算、但多种计算项分散进行,

3D绘图

有。

附图

核磁预测

有NMR图谱预测功能。ChemDoodle在一些分子的NMR预测中,精度较高,如二甲基二烯。

附图

HELM

无。

生物绘图

有。

附图

图像识别

有;准确度尚可。

BS/CS架构

有BS网页版和CS客户端版。

产品介绍官网:

五、Ketcher

简介:Ketcher由EPAM/GGA Software公司出品,是免费且开源的软件,功能较为有限。

Ketcher 以JavaScript 语言开发,体积小,免安装,可以在其官网使用,也可以下载单机文件包,以浏览器打开,作本地网页形式使用。但因提供的文件包不是常规exe格式,以及缺少充分的说明,对一些用户的使用形成了门槛。

基础功能

显示和绘制有机化合物,如含有碳链和芳香环的有机物;

可绘制茂环结构式,但非常粗糙;

具有200个左右结构式模板;

理化计算方面,仅可显示分子式、分子量、元素分析;

可生成Mol、SDF、SMILES、InChI、CDX、CDXML等结构格式文件。

中英文IUPAC命名

中文IUPAC命名:不支持。

英文IUPAC命名:不支持。

不兼容Windows Office的Word、EXCEL、PowerPoint。

兼容期刊投稿

支持,但无预设格式,完全需要用户自己在设置(Settings)中对键长、键宽、键角等逐一设定;非常麻烦。

化学信息学计算

无。

3D绘图

无。其标注的“3D Viewer”功能实为“透视旋转”。

附图

核磁预测

无。

HELM

无。

生物绘图

无。

图像识别

有。非常初级,对于有机小分子的识别准确率较高;对于药物等含立体构象的分子则识别错误率高,且键长键角等均变得波动很大,整体实用性差。

BS/CS架构

只有BS网页版;但提供本地网页版,可以用浏览器打开而不必联网。

费用

Ketcher是免费且开源的软件,可进行商业合作。

产品介绍网址:

六、JSDraw

简介:JSDraw是美国Scilligence公司自研的网页版结构式编辑器,能处理中等复杂程度的化学结构数据。

基础功能

显示和绘制有机化合物,如含有碳链和芳香环的有机物;

结构式模板;

显示分子式、分子量、元素分析;

TLC、电泳图;

生成Mol、SMILES、InChI等结构格式文件。

中英文IUPAC命名

不兼容。

兼容期刊投稿

不兼容。

化学信息学计算

无。

3D绘图

无。

核磁预测

无。

HELM

有。是HELM Web编辑器,支持开箱即用,用于从遗留系统或语法进行数据迁移,肽和寡核苷酸的HELM枚举,以及DEL(DNA编码库)和ADC(抗体药物偶联)的In- line HELM。

附图

生物绘图

无。

图像识别

有。但功能弱,准确率低,无实用价值。

BS/CS架构

只有BS网页版。

费用

无免费版本,价格未知。

产品链接:

七、KingDraw

简介:由青岛清源精准农业科技有限公司研发,2018年开始发布手机版,早期版本界面和功能与2014年发布的InDraw基本一样;免费版复制粘贴到Word的结构式会有水印图,付费版可以去除水印。

KingDraw特色:APP版,能在手机上绘制结构式。可用手机快速记录随时看到的化学结构和反应式,以及伴随的分享操作、云端同步。

基础功能

显示和绘制有机化合物,如含有碳链和芳香环的有机物;

结构式模板;

结构式对齐;

结构式美化;

显示分子式、分子量、元素分析、质荷比;

自有化合物百科数据库;

生成Mol、SMILES、CDX结构格式文件。

中英文IUPAC命名

中文IUPAC命名:不支持。

英文IUPAC命名:部分支持

结构➡名称:PC端不支持,手机端APP支持。

名称➡结构:支持。

兼容Windows Office的Word、EXCEL、PowerPoint,以及金山的WPS;

个人版和专业版可以复制结构为图片,直接粘贴。

KingDraw专业版可以OLE对象形式复制粘贴结构,并允许继续编辑,但非会员可能带水印,如下图,影响正常使用。

兼容期刊投稿

支持自定义设置键长、键宽、键角等参数,从而满足各种期刊等文献出版要求;具有1种预设标准期刊格式(ACS Document 1996)。

化学信息学计算

无。

3D绘图

有。

附图

核磁预测

无。

HELM

无。

生物绘图

无。

图像识别

有。

BS/CS架构

有CS客户端版和APP版。暂无BS网页版。

费用

目前三个版本(个人版、教育版、专业版)均可免费使用。免费生成的图像会带水印。

产品介绍官网:

八、JSME Molecule Editor

简介:JSME是一个用JavaScript编写的免费分子编辑器。它前身是JME Molecule Editor applet(JME小应用程序,要求浏览器上安装Java插件才能使用,该技术已经被抛弃)。和Ketcher类似,JSME支持在台式电脑上以及iPhone、iPad和Android智能手机和平板电脑等手持设备的浏览器上绘制和编辑分子和反应。具有常见化学结构编辑功能。JSME可以作为搜索分子数据库的查询输入工具,支持创建复杂的亚结构查询,已有数十个网站使用JSME。

基础功能

显示和绘制有机化合物,如含有碳链和芳香环的有机物;

结构式对齐;

结构式美化;

显示分子式、分子量、元素分析;

中英文IUPAC命名

结构➡名称:支持。但功能比较基础,与其他软件尤其是ChemDraw的适配性一般;JSME转化的IUPAC名中,有一定比例不能被其他软件识别。

名称➡结构:支持。

兼容Windows Office的Word、EXCEL、PowerPoint;但可能仅限图片格式的复制。

兼容期刊投稿

支持,但无预设格式,需要用户自行对键长、键宽、键角等逐一设定。

化学信息学计算

无。

3D绘图

无。

核磁预测

无。

HELM

无。

生物绘图

无。

图像识别

无。

BS/CS架构

费用

开源且免费。

产品介绍网页:

九、ISIS Draw(现在为BIOVIA Draw)

简介:ISISDraw有较多名称。最初是由MDL Information Systems, Inc.开发的;后来,MDL相继成为了Symyx和Accelrys公司的一部分;而Accelrys最终被Dassault Systèmes(法国达索)收购,达索将其科学和教育品牌命名为BIOVIA。所以Symyx Draw、AccelrysDraw、DS Biovia Draw,都指向ISIS Draw。

基础功能

显示和绘制有机化合物,如含有碳链和芳香环的有机物;

结构式模板;

结构式对齐;

结构式美化;

显示分子式、分子量、元素分析、cLogP、tPSA,质荷比、氢受体……

生成Mol、SMILES、InChI、CDX等结构格式文件。

中英文IUPAC命名

结构➡名称:支持。但功能比较基础,与其他软件尤其是ChemDraw的适配性一般;ISIS Draw转化的IUPAC名中,有一定比例不能被其他软件识别。

名称➡结构:支持。

兼容期刊投稿

支持自定义设置键长、键宽、键角等参数,从而满足各种期刊等文献出版要求;具有4种预设标准期刊格式,绘制出的化学结构图可直接用于发表,即ACS Document 1996、Wiley Document、Nature Research Document、Elsevier标准。

化学信息学计算

有。

3D绘图

无。

核磁预测

无。

HELM

有,为达索BIOVIA新增功能。

支持大分子编辑(HELM),可用于DNA、RNA、多肽聚合物的绘制;

附图

生物绘图

无。

图像识别

无。

BS/CS架构

只有CS版。

费用

只有收费版,价格未知。且可能与BIOVIA实验系统打包出售。

产品介绍官网:

十,Dotmatics - Chemical Sketcher Elemental Software

简介:Sketcher是Dotmatics公司旗下的化学结构编辑器软件,但介绍十分少。

基础功能

显示和绘制有机化合物,如含有碳链和芳香环的有机物;

显示分子式、元素分析、分子量、cLogP、tPSA……

具有少量结构式模板;

生成Mol、SMILES结构格式文件。

中英文IUPAC命名

Dotmatics - Chemical Sketcher Elemental Software与Windows Office的兼容性尚不清楚,可能仅允许单向从Sketcher到Office传输图片这一基础功能。

兼容期刊投稿

支持自定义设置键长、键宽、键角等参数,从而满足各种期刊等文献出版要求;具有5种预设标准期刊格式,绘制出的化学结构图可直接用于发表,即ACS Document 1996、Wiley Document、Nature Research Document、Royal Society of Chemistry、Elsevier Document标准。

化学信息学计算

有。

3D绘图

无。

核磁预测

不明。

HELM

不明。

生物绘图

不明。

图像识别

无。

BS/CS架构

有BS网页版和CS客户端版。

费用

无免费版,价格未知。

产品介绍官网链接:

其他5种结构式编辑器速览:

十一、ChemSketch

加拿大ACD Labs公司出品。

价格模式为:个人免费,商用收费。独特之处:可绘制专利里常用的Markush structures(马库什结构)。

不足之处:免费版缺少技术支持;仅支持Windows操作系统。

产品介绍官网:

十二、Molsketch

由Hvennekate开发。拥有ChemDraw一部分功能,开源,精炼,无须联网也无须注册即可使用。

Molsketch是一个用于绘制2D分子结构的分子绘图工具。除了允许用户以多种矢量和位图格式导出高质量图像外,它还可以读取和写入多种化学文件格式(使用Open Babel库)。Molsketch具有智能添加/移除氢原子的功能,以及一个内置库,提供快速访问常用分子和功能团。

特色:Molsketch拥有一般手机才有的夜晚(深色)模式。

不足之处:3D等高级功能不及商业软件。

软件链接:https://github.com/hvennekate/Molsketch

十三、MolView

MolView是一款基于浏览器的基础型化学结构编辑器。MolView使用了一些其他软件的JavaScript库和在线服务,如ChemDoodle和Ketcher。

不足之处:缺乏专业功能,如绘制聚合物、绘制实验素材、绘制生物学素材、错误提示等。

产品介绍官网链接:

十四、ChemWriter

ChemWriter是一个基于HTML、CSS和JavaScript的化学结构式编辑器,可用于Web页面和移动设备上。由Metamolecular, LLC开发。相对于仅仅使用JavaScript开发的软件,ChemWriter对各种浏览器的支持更好,且一般无须安装插件。

官方网站:(已经无法打开)。

其他介绍网页:

十五、Mobile Molecular DataSheet(APP)

Mobile Molecular DataSheet由Molecular Materials Informatics, Inc.出品,可在苹果APP应用商店下载;仅20Mb。

它帮助用户以iPhone、iPod或iPad来观看和编辑化学结构;可通过 iTunes或Email来分享分子文件;还专门为触摸屏做了优化。

它具备模板库。文件格式为主流的MDL、MOL、SDF。

不足之处:无PC版;功能简单;色彩选项不易发现;只有英文版,没有中文版。

产品介绍官网:

总结

综上所述,在结构式编辑器软件市场中,常见产品有10种,其中主流结构式编辑3种,分别是国外2款(ChemDraw、MarvinSketch),国内1款(InDraw)。

ChemDraw知名度高,功能点多,使用范围最广。价格昂贵,很多中小机构难以负担,国内一般使用盗版。ChemDraw目前正在广发律师函,打击盗版。ChemDraw缺少IUPAC中文命名功能,缺少关键的图像AI识别功能,不够现代化。

InDraw知名度高,功能全面,界面友好,全球首创中文IUPAC命名,具备高精度AI图像识别等功能,兼容Office Word等办公软件,已有大量文章使用InDraw绘制结构和反应,并在国际主流期刊成功发表。主要功能免费,部分功能收费,可整合在其鹰谷电子实验记录本中。

对于这10种主流的编辑器,笔者在下方表格中进行了超70点细节对比,供大家参考。

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表2. 十大编辑器细节比较表格

表2注:《十大结构式编辑器的细节表现比较和评级(3页)》中,

n:代表无此功能;

★:代表有此功能,表现普通;

★★:代表功能超出平均水平;

★★★:代表功能优秀;

APP:手机与PAD APP架构。

来源:化学加

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