chemfig и MolDraw: вставьте chemfig, редактируйте визуально, экспортируйте в LaTeX

Для кого это

chemfig — стандартный способ рисовать молекулы в LaTeX. Результат красив и хранится в том же файле, что и текст, но писать код долго. Вы набираете -[:30] и =[::-60], компилируете, смотрите и поправляете угол. Исправлять чужой chemfig ещё сложнее, а изогнутая стрелка в \chemmove может потребовать множества попыток.

Теперь MolDraw читает и пишет chemfig. Вы сохраняете chemfig как свой формат, а для рисования используете холст:

• Смотрите, что рисует фрагмент chemfig, без компиляции.
• Исправляйте мышью: сдвиньте атом, переверните двойную связь, добавьте заряд или изогнутую стрелку.
• Получайте chemfig обратно — компилируемый в pdflatex, с теми же углами, что на экране.
• Начинайте с других форматов (SMILES, MOL, файлы ChemDraw, название соединения) и получайте на выходе chemfig.

Всё работает в браузере. Ваш код не отправляется на сервер для преобразования.

Вставка chemfig на холст

1. Скопируйте код из своего редактора или Overleaf. Подходит одна команда \chemfig{…}, несколько таких команд, блок \schemestart … \schemestop или полный документ.
2. Откройте редактор MolDraw, щёлкните по пустой части холста и нажмите Ctrl+V (Cmd+V на Mac). Можно также использовать кнопку Paste или контекстное меню → Paste.
3. Рисунок появится выделенным рядом с тем, что уже есть на холсте. Перетащите его куда нужно.

Попробуйте на этой схеме:

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

MolDraw сохраняет заданные вами углы и длины связей, поэтому рисунок имеет ту же форму, что и в PDF. Подписи вроде H_3C, NH_2 или {CO_2Me}, заряды, неподелённые пары из \lewis или \charge и узлы @{name} переносятся полностью.

Редактируйте как любой рисунок

Вставленный рисунок — обычная структура MolDraw, поэтому с ней работают все инструменты:

• перетаскивайте атомы или выделяйте группу и поворачивайте её;
• наведите на связь и нажмите 1, 2 или 3, чтобы сделать её одинарной, двойной или тройной, а щелчком по двойной связи инструментом двойной связи переносите её вторую линию на другую сторону;
• добавляйте заряды, неподелённые пары и радикалы с панели инструментов или из контекстного меню;
• рисуйте изогнутые стрелки и «крючки» инструментом стрелок. Они прикрепляются к неподелённым парам, связям и зарядам и остаются прикреплёнными при перемещении атомов;
• редактируйте текст над и под стрелкой реакции двойным щелчком.

Вы также получаете химические проверки, которых нет в chemfig: предупреждения о валентности, формулу и массу, SMILES и 3D-вид каждой структуры.

Экспорт chemfig обратно в LaTeX

Есть два способа вывода:

• Download → chemfig (.tex) сохраняет полный самостоятельный файл LaTeX. Скомпилируйте его отдельно, чтобы получить PDF рисунка, или вставьте этот PDF в документ через \includegraphics.
• Copy as chemfig (LaTeX) (в меню Copy и в контекстном меню Copy as) копирует только код рисунка, без \documentclass. Вставьте его прямо в диссертацию или статью.

Для скопированного кода один раз добавьте в преамбулу эти две строки:

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

Если на рисунке есть изогнутые стрелки или полимерные скобки, компилируйте дважды. chemfig рисует их по позициям, сохранённым при первом запуске. Если сначала выделить часть холста, экспортируется только выделение.

Как выглядит экспортированный код

Вот файл, который MolDraw записывает для схемы SN2 с первого снимка экрана:

% 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}

На что обратить внимание:

• Связи используют абсолютные углы (-[:90]), поэтому каждая связь направлена так же, как на холсте. Связь нестандартной длины получает коэффициент длины, например -[:30,1.2].
• Атомы и связи, которых касается изогнутая стрелка, получают имена узлов (@{a1}, @{b1}). \chemmove рисует каждую стрелку между ними с углом bend, соответствующим изгибу на холсте.
• Названия соединений стоят под структурами, с запасом места для изогнутых стрелок, которые выгибаются вниз.
• Связи цикла замыкаются крючками (?[a]), а каждая двойная связь получает =^ или =_, чтобы её вторая линия была с той же стороны, что и в MolDraw, — у циклов внутри цикла.

chemfig из SMILES, MOL или файлов ChemDraw

Поскольку MolDraw читает множество форматов, он работает и как конвертер в chemfig:

1. Загрузите структуру: вставьте SMILES или InChI, найдите соединение по названию в поле PubChem или откройте файл MOL, SDF, RXN, CDXML или CDX (ChemDraw).
2. При необходимости приведите её в порядок. Выравнивание и поворот есть на панели инструментов.
3. Выберите Download → chemfig (.tex).

Это самый быстрый способ перенести набор рисунков ChemDraw в диссертацию на LaTeX: откройте каждый файл и скачайте его как chemfig.

Механизмы реакций и изогнутые стрелки

Изогнутые стрелки — самая трудная часть chemfig для ручного набора. В MolDraw вы рисуете их мышью или просите ИИ-ассистента нарисовать механизм, а экспорт сам пишет имена @{…} и блок \chemmove.

Когда вы вставляете chemfig, в котором уже есть стрелки \chemmove, MolDraw считывает, какие атомы или связи соединяет каждая стрелка и в какую сторону изгибается её bend. Затем он размещает стрелку по своим правилам рисования: хвост начинается на неподелённой паре, заряде или связи, а острие останавливается чуть не доходя до цели. Точно копировать кривую TikZ не нужно.

Полные разобранные примеры — в примерах механизмов в chemfig: радикальные цепные реакции с «крючками» и многостадийные полярные механизмы, каждый в виде файла .tex для скачивания.

Спросите ИИ-ассистента

Чат-ассистент в редакторе знает chemfig. Например, можно попросить:

• «Экспортируй это как chemfig». Он вернёт код того, что на холсте.
• «Нарисуй это: \chemfig{H_3C-C(=[:60]O)-[:-60]OH}». Он поместит структуру на холст.
• «Нарисуй механизм кислотного гидролиза сложного эфира, а затем дай мне chemfig».

Что переносится в обе стороны

Каждый пункт ниже экспортирован, скомпилирован в pdflatex, прочитан обратно в MolDraw и сверен с исходным рисунком.

При вставке MolDraw также понимает \definesubmol с !{name}, начальный угол вроде \chemfig{[:30]…}, невидимые связи (draw=none), стрелки под углом вроде \arrow{->}[-90] (следующее соединение идёт ниже), \subscheme и названия цветов вроде red и blue.

Чего chemfig не может содержать

У некоторых объектов на холсте MolDraw нет формы в chemfig: вставленные изображения, фигуры и лабораторная посуда, рисунки от руки, орбитали, заливка циклов и выделения. В экспорт они не попадают, а строка подсказок после каждого скачивания или копирования сообщает, что было пропущено, — так ничего не исчезает незаметно.

Изогнутые или S-образные стрелки схем становятся прямыми стрелками chemfig. Текст, размещённый сбоку от рисунка (а не над или под ним), сохраняется в файле как комментарий %.

Краткий справочник по chemfig

Элементы синтаксиса chemfig, которые встречаются чаще всего, и что MolDraw рисует для каждого:

Устранение проблем

• При вставке ничего не происходит. Текст должен содержать \chemfig или \schemestart. Сначала щёлкните по холсту, чтобы вставка попала в рисунок, а не в текстовое поле.
• Изогнутые стрелки в PDF не на своих местах. Скомпилируйте ещё раз.
• «I do not know the key /tikz/Stealth». Добавьте \usetikzlibrary{arrows.meta,decorations.pathmorphing} в преамбулу.
• Структура после вставки выглядит сплющенной. Если chemfig помещает два атома в одну точку, MolDraw перестраивает структуру и сообщает об этом в строке подсказок. Приведите её в порядок кнопкой выравнивания.
• «B» или «D» превратились в бор или дейтерий. MolDraw читает подписи атомов как химию. Буквы-заполнители из руководства chemfig читаются как элементы, если такой элемент существует.

Полезные руководства