chemfigとMolDraw：chemfigを貼り付け、視覚的に編集し、LaTeXで書き出す

対象となる人

chemfigはLaTeXの中で分子を描く標準的な方法です。出力は美しく、本文と同じファイルに置けますが、書くのに時間がかかります。-[:30]や=[::-60]と入力し、コンパイルし、確認し、角度を調整する、の繰り返しです。他人のchemfigを直すのはさらに大変で、\chemmoveの巻き矢印1本に何度も試行錯誤が必要なこともあります。

MolDrawはchemfigの読み込みと書き出しに対応しました。形式はchemfigのまま、描画にはキャンバスを使えます：

• コンパイルせずに、chemfigのスニペットが何を描くかを確認できます。
• マウスで修正できます：原子を動かす、二重結合を反転する、電荷や巻き矢印を追加する。
• 画面で見たのと同じ角度で、pdflatexでコンパイルできるchemfigを取り戻せます。
• 他の形式から始めて（SMILES、MOL、ChemDrawファイル、化合物名）chemfigを出力できます。

すべてブラウザ内で動作します。コードが変換のためにサーバーへ送信されることはありません。

chemfigをキャンバスに貼り付ける

1. エディターやOverleafからコードをコピーします。単一の\chemfig{…}、その複数個、\schemestart … \schemestopブロック、完全な文書のどれでも使えます。
2. MolDrawエディターを開き、キャンバスの空いている場所をクリックしてCtrl+V（MacではCmd+V）を押します。Pasteボタンや、右クリック → Pasteも使えます。
3. 図は選択された状態で、キャンバス上の既存の内容の横に表示されます。好きな位置にドラッグしてください。

このスキームで試してみましょう：

\schemestart
  \chemname{\chemfig{*6(=-=-=-)}}{benzene}
  \+
  \chemfig{Br-Br}
  \arrow{->[FeBr$_3$][CH$_2$Cl$_2$]}
  \chemname{\chemfig{*6(=-=(-Br)-=-)}}{bromobenzene}
\schemestop

MolDrawは書かれた結合角と結合長を保持するので、図はPDFと同じ形になります。H_3C、NH_2、{CO_2Me}のようなラベル、電荷、\lewisや\chargeによる非共有電子対、@{name}ノードもすべて引き継がれます。

普通の図と同じように編集する

貼り付けた図は通常のMolDrawの構造なので、すべてのツールが使えます：

• 原子をドラッグしたり、グループを選択して回転したりできます。
• 結合にポインターを重ねて1、2、3を押すと単結合、二重結合、三重結合になります。二重結合ツールで二重結合をクリックすると、2本目の線が反対側に移ります。
• ツールバーや右クリックメニューから電荷、非共有電子対、ラジカルを追加できます。
• 矢印ツールで巻き矢印や片羽矢印を描けます。矢印は非共有電子対、結合、電荷に付き、原子を動かしても付いたままです。
• 反応矢印の上下の文字は、ダブルクリックで編集できます。

chemfigでは得られない化学的なチェックも使えます：原子価の警告、分子式と質量、SMILES、各構造の3D表示です。

chemfigをLaTeXに書き戻す

書き出す方法は2つあります：

• Download → chemfig (.tex)は、完全な単体のLaTeXファイルを保存します。単独でコンパイルして図のPDFを得たり、そのPDFを\includegraphicsで文書に取り込んだりできます。
• Copy as chemfig (LaTeX)（Copyメニューと右クリックのCopy asメニューにあります）は、\documentclassなしで図のコードだけをコピーします。学位論文や論文にそのまま貼り付けられます。

コピーしたコードを使う場合は、プリアンブルに次の2行を一度だけ追加します：

\usepackage{chemfig}
\usetikzlibrary{arrows.meta,decorations.pathmorphing}

図に巻き矢印やポリマーの括弧がある場合は2回コンパイルしてください。chemfigは1回目の実行で保存した位置からそれらを描きます。先にキャンバスの一部を選択しておくと、選択範囲だけがエクスポートされます。

エクスポートされるコードの例

これは、最初のスクリーンショットのSN2スキームについてMolDrawが書き出すファイルです：

% Exported from MolDraw — compile with pdflatex / lualatex (twice: arrows and brackets use positions from the first run)
\documentclass[border=22pt,varwidth=60cm]{standalone}
\usepackage{chemfig}
\usetikzlibrary{arrows.meta,decorations.pathmorphing}
\begin{document}
\setchemfig{+ sep left=2em, + sep right=2em, arrow offset=6pt}
{\centering \textbf{SN2 of bromomethane}\par}
\par\bigskip
\schemestart
  \chemname[2em]{\chemfig{@{a1}HO^{-}}}{hydroxide}
  \+
  \chemname[2em]{\chemfig{@{a2}-[@{b1}:90]@{a3}Br}}{bromomethane}
  \arrow{->[SN2][acetone]}
  \chemname[2em]{\chemfig{-[:90,,,1]OH}}{methanol}
  \+
  \chemfig{Br^{-}}
\schemestop
\chemmove{
  \draw[-{Stealth[length=4pt,inset=1.5pt]}]([shift={(1.07em,0.77em)}]a1) to[bend right=47] ([shift={(-0.39em,-0.23em)}]a2);
  \draw[-{Stealth[length=4pt,inset=1.5pt]}]([shift={(0.21em,-0.36em)}]b1) to[bend right=77] ([shift={(0.64em,-0.23em)}]a3);
}
\end{document}

注目すべき点：

• 結合には絶対角度（-[:90]）を使うので、各結合はキャンバス上と同じ向きになります。標準の長さでない結合には-[:30,1.2]のような長さの係数が付きます。
• 巻き矢印が触れる原子と結合にはノード名（@{a1}、@{b1}）が付きます。\chemmoveはそれらの間に各矢印を描き、bendの角度はキャンバス上の曲線に合わせられます。
• 化合物名は構造式の下に置かれ、下側に弧を描く巻き矢印のための余白が確保されます。
• 環の結合はフック（?[a]）で閉じられ、各二重結合には=^または=_が付いて、2本目の線がMolDrawと同じ側（環では環の内側）に来るようになります。

SMILES、MOL、ChemDrawファイルからchemfigを得る

MolDrawは多くの形式を読み込めるので、chemfigへの変換ツールとしても使えます：

1. 構造を取り込みます：SMILESやInChIを貼り付ける、PubChemボックスで化合物名を検索する、またはMOL、SDF、RXN、CDXML、CDX（ChemDraw）ファイルを開きます。
2. 必要に応じて整えます。Clean upと回転はツールバーにあります。
3. Download → chemfig (.tex)を選びます。

ChemDrawの図をまとめてLaTeXの学位論文に移す最も手早い方法です：各ファイルを開いてchemfigとしてダウンロードするだけです。

反応機構と巻き矢印

巻き矢印は、chemfigで手書きするのが最も難しい部分です。MolDrawではマウスで描くか、AIアシスタントに反応機構を描いてもらえば、エクスポート時に@{…}の名前と\chemmoveブロックが自動で書き出されます。

すでに\chemmoveの矢印があるchemfigを貼り付けると、MolDrawは各矢印がどの原子や結合をつなぐか、bendがどちら側に曲がるかを読み取ります。そして独自の描画ルールで矢印を配置します：尾は非共有電子対、電荷、結合から始まり、頭は目標の少し手前で止まります。TikZの曲線を正確に写す必要はありません。

完全な例については、chemfigの反応機構サンプルをご覧ください：片羽矢印を使ったラジカル連鎖反応や、多段階の極性反応機構が、それぞれダウンロードできる.texファイルとして用意されています。

AIアシスタントに頼む

エディターのチャットアシスタントはchemfigを理解しています。例えば次のように頼めます：

• 「これをchemfigでエクスポートして。」キャンバス上の内容のコードを返します。
• 「これを描いて：\chemfig{H_3C-C(=[:60]O)-[:-60]OH}。」構造をキャンバスに配置します。
• 「酸触媒によるエステル加水分解の反応機構を描いて、そのchemfigをちょうだい。」

双方向で引き継がれるもの

以下の各項目は、エクスポートし、pdflatexでコンパイルし、MolDrawに読み込み直して、元の図と照合して確認しています。

貼り付け時には、!{name}を使った\definesubmol、\chemfig{[:30]…}のような開始角度、見えない結合（draw=none）、\arrow{->}[-90]のような角度付きの矢印（次の化合物は下に置かれる）、\subscheme、redやblueなどの色名も理解します。

chemfigで表現できないもの

MolDrawのキャンバス上には、chemfigで表現できないものもあります：貼り付けた画像、図形と実験用ガラス器具、手書きの線、軌道、環の塗りつぶし、ハイライトです。これらはエクスポートから除かれ、ダウンロードやコピーのたびに何を除いたかがヒントバーに表示されるので、知らないうちに消えることはありません。

曲線やS字形のスキーム矢印は、まっすぐなchemfigの矢印になります。図の横に置いたテキスト（上や下ではない）は、ファイル内で%コメントとして残ります。

chemfigクイックリファレンス

よく使うchemfigの構文と、MolDrawがそれぞれについて描くもの：

トラブルシューティング

• 貼り付けても何も起こらない。テキストに\chemfigまたは\schemestartが含まれている必要があります。貼り付けがテキストボックスではなく図に入るよう、先にキャンバスをクリックしてください。
• PDFで巻き矢印の位置がずれる。もう一度コンパイルしてください。
• 「I do not know the key /tikz/Stealth」。プリアンブルに\usetikzlibrary{arrows.meta,decorations.pathmorphing}を追加してください。
• 貼り付け後に構造がつぶれて見える。chemfigが2つの原子を同じ位置に置いている場合、MolDrawは構造を配置し直し、その旨をヒントバーに表示します。Clean upボタンで整えてください。
• 「B」や「D」がホウ素や重水素になった。MolDrawは原子ラベルを化学として読み取ります。chemfigのマニュアルにある仮の文字は、該当する元素があればその元素として読み取られます。

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