chemfig กับ MolDraw: วาง chemfig แก้ไขด้วยภาพ แล้วส่งออก LaTeX

เหมาะกับใคร

chemfig เป็นวิธีมาตรฐานในการวาดโมเลกุลภายใน LaTeX ผลลัพธ์สวยงามและอยู่ในไฟล์เดียวกับเนื้อหาของคุณ แต่เขียนได้ช้า คุณพิมพ์ -[:30] และ =[::-60] คอมไพล์ ดูผล แล้วปรับมุม การแก้ chemfig ของคนอื่นยิ่งยากกว่า และลูกศรโค้งใน \chemmove อาจต้องลองหลายครั้ง

ตอนนี้ MolDraw อ่านและเขียน chemfig ได้แล้ว คุณยังใช้ chemfig เป็นรูปแบบหลักได้ และใช้แคนวาสสำหรับการวาด:

• ดูว่าโค้ด chemfig วาดอะไรออกมาโดยไม่ต้องคอมไพล์
• แก้ด้วยเมาส์: ย้ายอะตอม พลิกพันธะคู่ เพิ่มประจุหรือลูกศรโค้ง
• ได้ chemfig กลับมาที่คอมไพล์ด้วย pdflatex ได้ โดยมีมุมเดียวกับที่เห็นบนหน้าจอ
• เริ่มจากรูปแบบอื่น (SMILES, MOL, ไฟล์ ChemDraw, ชื่อสารประกอบ) แล้วได้ chemfig ออกมา

ทุกอย่างทำงานในเบราว์เซอร์ของคุณ โค้ดของคุณไม่ถูกส่งไปยังเซิร์ฟเวอร์เพื่อแปลง

วาง chemfig ลงบนแคนวาส

1. คัดลอกโค้ดจากเอดิเตอร์ของคุณหรือ Overleaf ใช้ได้ทั้ง \chemfig{…} เดี่ยว หลายคำสั่ง บล็อก \schemestart … \schemestop หรือเอกสารฉบับสมบูรณ์
2. เปิดตัวแก้ไข MolDraw คลิกส่วนที่ว่างของแคนวาสแล้วกด Ctrl+V (Cmd+V บน Mac) หรือใช้ปุ่ม Paste หรือคลิกขวา → Paste ก็ได้
3. ภาพวาดจะปรากฏในสถานะถูกเลือก ข้างสิ่งที่อยู่บนแคนวาสอยู่แล้ว ลากไปวางตรงที่ต้องการ

ลองกับแผนภาพนี้:

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

MolDraw คงมุมและความยาวพันธะที่คุณเขียนไว้ ภาพวาดจึงมีรูปร่างเหมือนใน PDF ของคุณ ป้ายกำกับอย่าง H_3C, NH_2 หรือ {CO_2Me} ประจุ อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวจาก \lewis หรือ \charge และโหนด @{name} จะถูกนำมาทั้งหมด

แก้ไขเหมือนภาพวาดทั่วไป

ภาพวาดที่วางเป็นโครงสร้าง MolDraw ปกติ เครื่องมือทุกอย่างจึงใช้ได้:

• ลากอะตอม หรือเลือกหมู่แล้วหมุน
• ชี้ที่พันธะแล้วกด 1, 2 หรือ 3 เพื่อทำให้เป็นพันธะเดี่ยว คู่ หรือสาม และคลิกพันธะคู่ด้วยเครื่องมือพันธะคู่เพื่อย้ายเส้นที่สองไปอีกด้าน
• เพิ่มประจุ อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว และอนุมูลจากแถบเครื่องมือหรือเมนูคลิกขวา
• วาดลูกศรโค้งและลูกศรเบ็ดตกปลาด้วยเครื่องมือลูกศร ลูกศรจะยึดกับอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว พันธะ และประจุ และยังติดอยู่เมื่อคุณย้ายอะตอม
• แก้ไขข้อความเหนือและใต้ลูกศรปฏิกิริยาด้วยการดับเบิลคลิก

คุณยังได้การตรวจสอบทางเคมีที่ chemfig ให้ไม่ได้: คำเตือนเรื่องเวเลนซ์ สูตรและมวล SMILES และมุมมอง 3 มิติของแต่ละโครงสร้าง

ส่งออก chemfig กลับเป็น LaTeX

มีสองวิธีในการส่งออก:

• Download → chemfig (.tex) บันทึกไฟล์ LaTeX แบบสแตนด์อโลนที่สมบูรณ์ คอมไพล์แยกเพื่อได้ PDF ของภาพวาด หรือใส่ PDF นั้นในเอกสารของคุณด้วย \includegraphics
• Copy as chemfig (LaTeX) (ในเมนู Copy และในเมนูคลิกขวา Copy as) คัดลอกเฉพาะโค้ดภาพวาด ไม่มี \documentclass วางลงในวิทยานิพนธ์หรือบทความได้ทันที

สำหรับโค้ดที่คัดลอก ให้เพิ่มสองบรรทัดนี้ใน preamble หนึ่งครั้ง:

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

หากภาพวาดมีลูกศรโค้งหรือวงเล็บพอลิเมอร์ ให้คอมไพล์สองครั้ง chemfig วาดสิ่งเหล่านี้จากตำแหน่งที่บันทึกไว้ในการรันครั้งแรก หากคุณเลือกส่วนหนึ่งของแคนวาสก่อน จะส่งออกเฉพาะส่วนที่เลือก

หน้าตาของโค้ดที่ส่งออก

นี่คือไฟล์ที่ MolDraw เขียนสำหรับแผนภาพ SN2 ในภาพหน้าจอแรก:

% 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}

สิ่งที่ควรสังเกต:

• พันธะใช้มุมสัมบูรณ์ (-[:90]) แต่ละพันธะจึงชี้ไปทางเดียวกับบนแคนวาส พันธะที่ไม่ใช่ความยาวมาตรฐานจะได้ตัวคูณความยาว เช่น -[:30,1.2]
• อะตอมและพันธะที่ลูกศรโค้งแตะจะได้ชื่อโหนด (@{a1}, @{b1}) \chemmove วาดลูกศรแต่ละอันระหว่างโหนดเหล่านั้น โดยมีมุม bend ที่ตรงกับความโค้งบนแคนวาส
• ชื่อสารประกอบอยู่ใต้โครงสร้าง โดยเว้นที่ไว้สำหรับลูกศรโค้งที่โค้งลงด้านล่าง
• พันธะในวงปิดด้วย hook (?[a]) และพันธะคู่แต่ละพันธะได้ =^ หรือ =_ เพื่อให้เส้นที่สองอยู่ด้านเดียวกับใน MolDraw สำหรับวงแหวนคืออยู่ด้านในวง

รับ chemfig จาก SMILES, MOL หรือไฟล์ ChemDraw

เนื่องจาก MolDraw อ่านได้หลายรูปแบบ จึงใช้เป็นตัวแปลงเป็น chemfigได้ด้วย:

1. นำโครงสร้างเข้ามา: วาง SMILES หรือ InChI ค้นหาชื่อสารประกอบในช่อง PubChem หรือเปิดไฟล์ MOL, SDF, RXN, CDXML หรือ CDX (ChemDraw)
2. จัดให้เรียบร้อยหากจำเป็น การจัดโครงสร้าง (Clean up) และการหมุนอยู่ในแถบเครื่องมือ
3. เลือก Download → chemfig (.tex)

นี่คือวิธีที่เร็วที่สุดในการย้ายภาพ ChemDraw ทั้งชุดเข้าไปในวิทยานิพนธ์ LaTeX: เปิดแต่ละไฟล์แล้วดาวน์โหลดเป็น chemfig

กลไกปฏิกิริยาและลูกศรโค้ง

ลูกศรโค้งเป็นส่วนที่เขียนด้วยมือใน chemfig ยากที่สุด ใน MolDraw คุณวาดด้วยเมาส์ หรือขอให้ผู้ช่วย AI วาดกลไก แล้วการส่งออกจะเขียนชื่อ @{…} และบล็อก \chemmove ให้คุณ

เมื่อคุณวาง chemfig ที่มีลูกศร \chemmove อยู่แล้ว MolDraw จะอ่านว่าลูกศรแต่ละอันเชื่อมอะตอมหรือพันธะใด และ bend โค้งไปทางไหน แล้ววางลูกศรตามกฎการวาดของตัวเอง: หางเริ่มที่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว ประจุ หรือพันธะ และหัวหยุดก่อนถึงเป้าหมายเล็กน้อย คุณไม่ต้องคัดลอกเส้นโค้ง TikZ ให้ตรงเป๊ะ

ตัวอย่างฉบับสมบูรณ์ดูได้ที่ตัวอย่างกลไกด้วย chemfig: ปฏิกิริยาลูกโซ่อนุมูลอิสระพร้อมลูกศรเบ็ดตกปลา และกลไกมีขั้วหลายขั้น แต่ละตัวอย่างเป็นไฟล์ .tex ที่ดาวน์โหลดได้

ถามผู้ช่วย AI

ผู้ช่วยแชตในตัวแก้ไขรู้จัก chemfig ตัวอย่างเช่น คุณถามได้ว่า:

• “Export this as chemfig.” ผู้ช่วยจะส่งโค้ดของสิ่งที่อยู่บนแคนวาสกลับมา
• “Draw this: \chemfig{H_3C-C(=[:60]O)-[:-60]OH}.” ผู้ช่วยจะวางโครงสร้างลงบนแคนวาส
• “Draw the mechanism of acid-catalysed ester hydrolysis, then give me the chemfig.”

สิ่งที่แปลงได้ทั้งสองทิศทาง

แต่ละรายการด้านล่างถูกส่งออก คอมไพล์ด้วย pdflatex อ่านกลับเข้า MolDraw และตรวจเทียบกับภาพวาดต้นฉบับ

เมื่อคุณวาง MolDraw ยังเข้าใจ \definesubmol กับ !{name} มุมเริ่มต้นอย่าง \chemfig{[:30]…} พันธะที่มองไม่เห็น (draw=none) ลูกศรที่ทำมุม เช่น \arrow{->}[-90] (สารประกอบถัดไปอยู่ด้านล่าง) \subscheme และชื่อสีอย่าง red และ blue

สิ่งที่ chemfig เก็บไม่ได้

บางอย่างบนแคนวาสของ MolDraw ไม่มีรูปแบบใน chemfig: รูปภาพที่วาง รูปทรงและเครื่องแก้ว เส้นวาดอิสระ ออร์บิทัล การเติมสีในวง และไฮไลต์ สิ่งเหล่านี้จะถูกตัดออกจากการส่งออก และแถบคำแนะนำจะบอกว่าตัดอะไรออกหลังการดาวน์โหลดหรือคัดลอกแต่ละครั้ง จึงไม่มีอะไรหายไปโดยไม่แจ้ง

ลูกศรแผนภาพที่โค้งหรือเป็นรูปตัว S จะกลายเป็นลูกศร chemfig แบบตรง ข้อความที่วางข้างภาพวาด (ไม่ใช่ด้านบนหรือล่าง) จะถูกเก็บเป็นคอมเมนต์ % ในไฟล์

สรุปไวยากรณ์ chemfig โดยย่อ

ส่วนของไวยากรณ์ chemfig ที่คุณจะพบบ่อยที่สุด และสิ่งที่ MolDraw วาดสำหรับแต่ละแบบ:

การแก้ปัญหา

• วางแล้วไม่มีอะไรเกิดขึ้น ข้อความต้องมี \chemfig หรือ \schemestart คลิกแคนวาสก่อน เพื่อให้การวางเข้าไปที่ภาพวาด ไม่ใช่กล่องข้อความ
• ลูกศรโค้งอยู่ผิดตำแหน่งใน PDF คอมไพล์อีกครั้ง
• “I do not know the key /tikz/Stealth” เพิ่ม \usetikzlibrary{arrows.meta,decorations.pathmorphing} ใน preamble ของคุณ
• โครงสร้างดูบีบหลังวาง หาก chemfig วางอะตอมสองตัวที่จุดเดียวกัน MolDraw จะจัดเลย์เอาต์โครงสร้างใหม่และแจ้งในแถบคำแนะนำ ใช้ปุ่ม Clean up เพื่อจัดให้เรียบร้อย
• “B” หรือ “D” กลายเป็นโบรอนหรือดิวเทอเรียม MolDraw อ่านป้ายกำกับอะตอมเป็นเคมี ตัวอักษรแทนที่จากคู่มือ chemfig จะถูกอ่านเป็นธาตุหากมีธาตุนั้นอยู่

คู่มือที่เกี่ยวข้อง