--- title: "免费化学数据库：PubChem、ChEMBL 等 | MolDraw" url: https://www.moldraw.com/zh/blog/free-chemical-databases-guide.html description: "比较 12 个免费化学数据库（PubChem、ChEMBL、ChEBI、ZINC、PDB、UniChem 等），附经过核实的规模、许可协议和真实的 API 查询示例。" lang: zh-CN publisher: Scidart Academy generated: 2026-10-26 --- ## 本页内容 什么是化学数据库？ 各免费化学数据库如何比较？ 什么是 PubChem？最大的免费化学数据库 什么是 ChEMBL？首选的生物活性数据库 什么是 ChEBI？人工整理的小分子词典 什么是 ZINC？用于虚拟筛选的数十亿化合物 什么是 RCSB PDB？蛋白质和配体的 3D 结构 什么是 UniChem？在数据库之间转换 ID 什么是 nmrshiftdb2？免费的 NMR 谱图数据库 什么是 MassBank？实验 MS/MS 谱图 什么是 COCONUT？开放的天然产物数据库 什么是 SureChEMBL？来自专利的化学信息 DrugBank 和 NIST Chemistry WebBook 呢？ 我应该使用哪个化学数据库？ 如何将这些数据库与 MolDraw 结合使用？ 例题：如何比较西替利嗪类似物？ 如何高效检索化学数据库？ 常见问题 资料来源 # 免费化学数据库：写给学生和研究人员的实用指南 发布：2026年10月6日 · 作者：[Rafeeque Mavoor](https://www.moldraw.com/zh/pages/authors.html) · 分类：指南 · 数据核实：2026 年 10 月 ![示意图：一个化学数据库链接到苯酚、咖啡因和吡啶的化合物记录，并带有搜索放大镜](https://www.moldraw.com/blog/thumbs/free-chemical-databases-guide.webp) 免费化学数据库存储着数以百万计可检索的化合物记录，每条记录都有结构和标识符。 **简短回答：**最有用的免费化学数据库有 **PubChem**（最大的综合化合物数据库）、**ChEMBL**（人工整理的药物发现生物活性数据）、**ChEBI**（人工整理的小分子词典）、**ZINC**（用于虚拟筛选的数十亿可购买化合物）和 **RCSB PDB**（3D 蛋白–配体结构）。谱图方面，可使用 **nmrshiftdb2**（[NMR](https://www.moldraw.com/zh/tools/nmr-viewer/)）、**MassBank**（MS/MS）和 **NIST Chemistry WebBook**；天然产物用 **COCONUT**；专利用 **SureChEMBL**；而 **UniChem** 把它们之间的标识符关联起来。 化学专业的学生迟早会遇到同一个问题：手里有一个分子，需要查它的性质、生物活性、晶体结构、参考谱图或专利。每个问题都在不同的数据库里。本指南介绍每个主要免费化学数据库是什么、擅长什么、规模多大、许可协议允许什么以及如何查询，并附上我们在发布前测试过的真实示例 URL。 以下所有数据都**已于 2026 年 10 月核实**，依据为官方网站或 API。数据库规模每次发布都会变化，请把它们看作快照，而不是常数。 按数据类型分组的免费化学数据库：化合物、生物活性、筛选、天然产物、3D 结构、谱图和专利，由 UniChem 相互关联。 ## 什么是化学数据库？ **化学数据库**是可检索的化学结构集合，并关联着有关这些结构的数据：名称、标识符、计算性质、实验测量值、生物活性、3D 坐标、谱图或报道它们的文献。大多数现代数据库可以按名称、按标识符（CAS 号、InChIKey、[SMILES](https://www.moldraw.com/zh/tools/free-chem-tools/smiles-to-structure.html)）或通过绘制结构来检索，许多还提供免费的 REST API 供程序访问。 关键是要明白，**没有一个数据库能包揽一切**。它们的侧重点各不相同： - **化合物百科**（PubChem、ChEBI）回答“这是什么分子？” - **生物活性数据库**（ChEMBL、DrugBank）回答“这个分子对蛋白质有什么作用？” - **筛选库**（ZINC）回答“我能买到或对接哪些相似分子？” - **结构数据库**（RCSB PDB）回答“这个分子如何结合在靶点中？” - **谱图数据库**（nmrshiftdb2、MassBank、NIST WebBook）回答“它的谱图应该是什么样？” - **专业数据集**（天然产物方面的 COCONUT、专利方面的 SureChEMBL）覆盖大型数据库遗漏的细分领域。 ## 各免费化学数据库如何比较？ | 数据库 | 侧重点 | 规模（核实于 2026 年 10 月） | 最适合 | API | 许可协议 | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | **PubChem** | 通用化合物、物质、生物实验 | 约 1.24 亿个化合物，约 3.49 亿个物质 | 标识符、性质、广泛查询 | PUG-REST、PUG-View | 免费；再利用条款因提交者而异 | | **ChEMBL** | 人工整理的生物活性 | 292 万个化合物，2450 万条活性数据，18,552 个靶点（ChEMBL 37） | 构效关系、活性强度、药物靶点 | REST（JSON/XML） | CC BY-SA 3.0 | | **ChEBI** | 人工整理的小分子词典 + 本体 | 201,471 个条目，其中 61,961 个完全整理（第 244 版） | 定义、类别、生物学作用 | REST（ChEBI 2.0） | CC BY 4.0 | | **ZINC-22** | 可购买的“按需合成”化合物 | 约 549 亿（2D），约 59 亿（3D） | 虚拟筛选、购买类似物 | 网页（CartBlanche）、批量下载 | 免费使用；未经许可不得再分发主要部分 | | **RCSB PDB** | 3D 大分子结构 | 260,724 个条目 | 蛋白–配体复合物、对接准备 | Data API、Search API | CC0 1.0 | | **UniChem** | 标识符交叉映射 | 25 个数据源 | 在数据库之间转换 ID | REST | 免费（EMBL-EBI 条款）；适用各数据源的许可 | | **nmrshiftdb2** | NMR 谱图 + 预测 | 271,817 个结构，70,030 张实测谱图 | ¹H/¹³C NMR 参考数据与预测 | 网页；新的 REST 接口 | 开放内容许可 | | **MassBank（欧洲）** | 实验质谱 | 139,006 条记录 | MS/MS 匹配、代谢组学 | REST | 按记录采用知识共享许可 | | **COCONUT 2.0** | 天然产物 | 738,829 个独特分子，71 个数据集 | 天然产物发现 | REST（需要登录） | CC0（数据） | | **SureChEMBL** | 来自专利的化学信息 | 1.166 亿份专利文献（2025 年 5 月） | 现有技术检索、专利布局分析 | REST | CC BY 4.0 | | **DrugBank** | 药物与药物靶点 | 不适用（未核实） | 已批准药物的详细信息 | 付费 API | 学术免费，CC BY-NC 4.0；商业使用需许可 | | **NIST Chemistry WebBook** | 热化学、红外、EI-MS | 不适用（未核实） | 参考红外/质谱、物理数据 | 仅网页 | NIST 标准参考数据（受版权保护） | ## 什么是 PubChem？最大的免费化学数据库 **PubChem 是世界上最大的免费化学数据库，由美国国家生物技术信息中心（NCBI）运营。**它把一千多个贡献者的数据汇集到相互链接的数据集中：Substance（提交者提交的内容）、Compound（标准化后的独特结构）、BioAssay、Protein、Gene、Pathway 和 Patent。 - **规模：**PubChem 主页显示约 1.24 亿个化合物和 3.49 亿个物质（核实于 2026 年 10 月）。经同行评审的 [PubChem 2025 年更新论文](https://doi.org/10.1093/nar/gkae1059)报告，截至 2024 年 9 月有 1.186 亿个化合物。 - **用途：**查询名称、同义词、CAS 号、分子式、计算性质（XLogP、TPSA）、安全数据、供应商和文献。 - **用户：**学生、教师、分析化学家、毒理学家、化学信息学研究者，以及任何需要快速、可靠标识符的人。 - **访问方式：**带结构绘制器的网页检索，以及免费的 PUG-REST API。PubChem 要求程序化访问的用户保持在**每秒 5 次请求**以下。 - **许可协议：**免费使用；再利用权利取决于各数据来源，再分发数据前请先查看来源。 **通俗查询：**“给我阿司匹林的分子式、[分子量](https://www.moldraw.com/zh/tools/free-chem-tools/molecular-weight-calculator.html)、SMILES 和 InChIKey。” ``` https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/name/aspirin/property/MolecularFormula,MolecularWeight,SMILES,InChIKey/JSON ``` 真实响应（已截取）： ``` {"PropertyTable": {"Properties": [{ "CID": 2244, "MolecularFormula": "C9H8O4", "MolecularWeight": "180.16", "SMILES": "CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(=O)O", "InChIKey": "BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N"}]}} ``` **注意：**PubChem 已经重命名了它的 SMILES 属性。请求旧的 `CanonicalSMILES` 仍然有效，但返回结果现在标为 `ConnectivitySMILES`（不含立体化学）。如果需要完整、含立体信息的字符串，请请求 `SMILES`。 更多经过测试的 PubChem 查询： - InChIKey 转 CID：`https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/inchikey/BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N/cids/JSON` 返回 `2244`。 - 与西替利嗪 2D 相似度（≥90%）：`https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/fastsimilarity_2d/cid/2678/cids/JSON?Threshold=90&MaxRecords=10` - 由 SMILES 进行子结构检索：`https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/fastsubstructure/smiles/c1ccc(cc1)C(c1ccc(Cl)cc1)N1CCNCC1/cids/JSON?MaxRecords=10` ## 什么是 ChEMBL？首选的生物活性数据库 **ChEMBL 是人工整理的生物活性类药分子数据库，由 EMBL 欧洲生物信息研究所（EMBL-EBI）维护。**其核心是从期刊论文和提交的数据集中提取的实测活性数据，例如 IC50、Ki 和 EC50 值，每条都与一个化合物、一个实验和一个生物靶点相关联。 - **规模（ChEMBL 37，2026 年 5 月）：**据 ChEMBL API 状态端点报告，共有 2,921,148 个不同化合物、24,527,044 条活性数据、18,552 个靶点和 101,100 篇文献。 - **用途：**构效关系（SAR）、查找某个靶点的已知活性化合物、构建机器学习训练集，以及查看药物的批准阶段。 - **用户：**药物化学家、药理学家、计算化学家和数据科学家。 - **访问方式：**网页界面和免费的 REST API（JSON 或 XML），以及完整下载（SQLite、PostgreSQL、SDF）。 - **许可协议：**CC BY-SA 3.0。ChEMBL 要求在再利用其数据时保留 ChEMBL ID 和版本号。 **通俗查询：**“在 ChEMBL 中查找阿司匹林。” ``` https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/molecule/search.json?q=aspirin ``` 第一个命中结果是 `CHEMBL25`（ASPIRIN，max phase 4，即已批准），SMILES 为 `CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O`。 **通俗查询：**“ChEMBL 中有哪些西替利嗪（CHEMBL1000）对人组胺 H1 受体（CHEMBL231）的活性数值？” ``` https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/activity.json?molecule_chembl_id=CHEMBL1000&target_chembl_id=CHEMBL231&pchembl_value__isnull=false ``` 真实响应（从返回的 12 条记录中截取两条）： ``` {"activities": [ {"standard_type": "Ki", "standard_value": "14.0", "standard_units": "nM", "pchembl_value": "7.85", "target_pref_name": "Histamine H1 receptor"}, {"standard_type": "Ki", "standard_value": "5.89", "standard_units": "nM", "pchembl_value": "8.23", "target_pref_name": "Histamine H1 receptor"}]} ``` ### PubChem 与 ChEMBL：有什么区别？ **PubChem 求广，ChEMBL 求深。**PubChem 力求收录任何人提交过的每种化学品，因此是鉴定化合物的最佳去处。ChEMBL 收录的化合物少得多，但以统一的格式（标准单位、pChEMBL 值、映射的靶点）整理其生物活性，因此更适合回答“它的活性有多强、作用于什么？”实际上两者都要用：用 PubChem 确认结构和标识符，用 ChEMBL 查看药理数据。 ## 什么是 ChEBI？人工整理的小分子词典 **ChEBI（Chemical Entities of Biological Interest，具有生物学意义的化学实体）是由 EMBL-EBI 运营的人工整理小分子词典和本体。**经过整理的条目包含定义、结构、同义词和本体链接，说明该分子*是*什么（例如“苯甲酸类的一员”）以及具有什么*作用*（例如“非甾体抗炎药”）。 - **规模：**201,471 个条目，其中 61,961 个为完全整理的“三星”条目（第 244 版，见 2026 年 *Nucleic Acids Research* 论文）。 - **用途：**统一命名和分类、注释代谢组学和系统生物学数据，以及讲授官能团和化合物类别。 - **访问方式：**ChEBI 2.0（2025 年 10 月上线）有新的网站和 REST API；旧的 SOAP 服务已停用。 - **许可协议：**CC BY 4.0。 **通俗查询：**“CHEBI:15365 是什么？” ``` https://www.ebi.ac.uk/chebi/backend/api/public/compound/CHEBI:15365/ ``` 响应返回 `"name": "acetylsalicylic acid"`、分子式 `C9H8O4`、单一同位素质量 `180.04226` 以及定义文本。也可以进行文本检索：`https://www.ebi.ac.uk/chebi/backend/api/public/es_search/?term=aspirin`。 ## 什么是 ZINC？用于虚拟筛选的数十亿化合物 **ZINC 是一个免费的数据库，收录为虚拟筛选准备的市售（“实际可得”）化合物，由 UCSF 的 Irwin 和 Shoichet 实验室建立。**ZINC-22 侧重于 Enamine、WuXi 和 Mcule 的庞大按需合成目录，其姊妹数据库 ZINC20 则涵盖规模较小的现货目录。ZINC15 是较早的一代，许多[教程](https://www.moldraw.com/learn/)中仍会提到它。 - **规模：**约 549 亿个 2D 分子和 59 亿个可直接对接的 3D 格式分子（CartBlanche22 主页，核实于 2026 年 10 月）。[ZINC-22 论文](https://doi.org/10.1021/acs.jcim.2c01253)发表时报告的是 370 亿个 2D 分子，可见其增长之快。 - **用途：**对接筛选、查找可购买的类似物，以及下载带电荷和构象、可直接对接的 3D 文件。 - **用户：**计算化学家、结构生物学家和学术筛选团队。 - **访问方式：**CartBlanche 网页界面（相似性、子结构和 ID 检索）、批量下载以及云端副本。 - **许可协议：**“对所有人免费使用和下载”；未经书面许可不得再分发主要部分（UCSF ZINC 许可协议）。 **通俗查询：**“查找与西替利嗪相似的可购买化合物。”把 SMILES `OC(=O)COCCN1CCN(CC1)C(c1ccccc1)c1ccc(Cl)cc1` 粘贴到 [cartblanche22.docking.org](https://cartblanche22.docking.org/) 的相似性检索中。 **坦白说明：**在撰写本指南时，我们无法可靠地用脚本查询 ZINC。ZINC15/ZINC20 页面有验证码保护，而我们以程序方式提交的 CartBlanche22 检索任务返回为空。对大多数用户而言，推荐使用网页界面。 ## 什么是 RCSB PDB？蛋白质和配体的 3D 结构 **蛋白质数据库（PDB）是全球唯一的实验测定的蛋白质、核酸及其复合物 3D 结构档案库；RCSB PDB 是其美国数据中心和检索门户。**对化学家而言，它的价值在于结合的配体：你可以清楚地看到小分子如何结合在结合口袋中。 - **规模：**当前有 260,724 个条目（RCSB holdings API，核实于 2026 年 10 月）。 - **用途：**研究结合模式、为对接准备受体、讲授蛋白质结构，以及查找含有某个配体的所有结构。 - **访问方式：**网页、Data API（`data.rcsb.org`）和 Search API（`search.rcsb.org`），后者支持文本、序列和化学检索。 - **许可协议：**PDB 数据以 CC0 1.0（公有领域）发布。 **通俗查询：**“显示阿司匹林（组分 ID `AIN`）的配体记录。” ``` https://data.rcsb.org/rest/v1/core/chemcomp/AIN ``` 返回名称 `2-(ACETYLOXY)BENZOIC ACID` 和分子式 `C9 H8 O4`。 **通俗查询：**“哪些 PDB 条目含有阿司匹林？”（Search API；粘贴到浏览器中，浏览器会自动对 JSON 进行 URL 编码）： ``` https://search.rcsb.org/rcsbsearch/v2/query?json={"query":{"type":"terminal","service":"text","parameters":{"attribute":"rcsb_nonpolymer_instance_annotation.comp_id","operator":"exact_match","value":"AIN"}},"return_type":"entry"} ``` 真实响应（已截取）：`"total_count": 8`，包括 `1OXR`、`1TGM` 和 `3GCL` 等条目。用阿司匹林的 SMILES 提交化学检索（`service: "chemical"`）同样返回 `AIN` 作为最佳匹配。你可以在 [MolDraw 蛋白质查看器](https://www.moldraw.com/zh/tools/protein-viewer/)中按 PDB ID 加载其中任意条目，或在 rcsb.org 上打开。 ## 什么是 UniChem？在数据库之间转换 ID **UniChem 是 EMBL-EBI 的标识符交叉引用服务：给它一个结构标识符，它会返回其他数据库中对应的 ID。**它通过标准 InChI/InChIKey 关联记录，因此只要两个数据库收录了相同的结构就能使用。 - **规模：**UniChem API 列出 25 个数据源，包括 ChEMBL、PubChem、ChEBI、DrugBank、RCSB PDB、PDBe、SureChEMBL、HMDB、BindingDB 和 nmrshiftdb2（核实于 2026 年 10 月）。 - **用途：**合并数据集、从 ChEMBL ID 跳转到 PDB 配体代码，以及查看某个化合物还出现在哪些地方。 - **访问方式：**网页和 REST API（`/unichem/api/v1/`）。 - **许可协议：**按 EMBL-EBI 使用条款免费使用；每个映射 ID 背后的数据保留其来源的许可。 **通俗查询：**“阿司匹林的 InChIKey 还出现在哪些地方？” ``` curl -X POST https://www.ebi.ac.uk/unichem/api/v1/compounds \ -H "Content-Type: application/json" \ -d '{"type":"inchikey","compound":"BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N"}' ``` 响应将其映射到 `CHEMBL25`、`CHEBI:15365`、PubChem CID `2244`、DrugBank `DB00945`、PDB 配体 `AIN` 和 Guide to Pharmacology `4139` 等。 UniChem 把阿司匹林的 InChIKey 映射到它在 ChEMBL、ChEBI、PubChem、RCSB PDB、DrugBank 和 Guide to Pharmacology 中的 ID。 ## 什么是 nmrshiftdb2？免费的 NMR 谱图数据库 **nmrshiftdb2 是一个开放、经同行评审的有机结构及其 NMR 谱图网络数据库，内置 ¹H 和 ¹³C 化学位移预测。**其核心是完全归属的谱图，许多附有原始数据。 - **规模：**271,817 个结构、70,030 张实测谱图和 396,583 张计算谱图（主页计数器，核实于 2026 年 10 月）。 - **用途：**检查归属、查找某类化合物的参考化学位移，以及讲授 NMR 谱图解析。 - **访问方式：**可按结构、子结构、谱图和其他性质进行网页检索；该网站于 2026 年 6 月宣布推出新的 REST 接口（我们未测试）。 - **许可协议：**软件开源，数据以开放内容许可发布。 **通俗查询：**“查找含 4-氯二苯甲基的化合物的实测 ¹³C 谱。”在 nmrshiftdb2 的检索选项卡中画出该片段，进行子结构检索。如果想在检索前快速估算一下，MolDraw 的[结构转 NMR](https://www.moldraw.com/zh/tools/free-chem-tools/structure-to-nmr.html) 工具可以根据你画的结构预测谱图。 ## 什么是 MassBank？实验 MS/MS 谱图 **MassBank 是一个开放的小分子实验质谱库，由世界各地的实验室贡献。**这里的示例使用 MassBank Europe（massbank.eu）。每条记录描述一张谱图：化合物、仪器、电离方式、碰撞能量和峰列表。 - **规模：**139,006 条记录（MassBank API 计数，核实于 2026 年 10 月）。 - **用途：**在 LC-MS/MS 和代谢组学中鉴定未知物、比较碎裂模式，以及讲授质谱。 - **访问方式：**网页检索（名称、分子式、峰）和 REST API。 - **许可协议：**每条记录都有各自的知识共享许可（默认为 CC BY，但也有 CC0、CC BY-SA 或非商业许可），因此再利用前请查看 `license` 字段。 **通俗查询：**“列出 MassBank 中咖啡因的谱图。” ``` https://massbank.eu/MassBank-api/records/search?compound_name=caffeine ``` 返回了 134 个记录编号。获取其中一条 `https://massbank.eu/MassBank-api/records/MSBNK-ACES_SU-AS000088`，得到一张 [M+H]⁺ 的 LC-APCI Orbitrap MS2 谱图，前体离子在 *m/z* 195.088，主要碎片在 *m/z* 138.067，许可为 CC BY。 ## 什么是 COCONUT？开放的天然产物数据库 **COCONUT（COlleCtion of Open NatUral producTs）是最大的开放天然产物结构库，由耶拿弗里德里希·席勒大学的 Steinbeck 课题组整理。**2.0 版把每个分子与其来源生物、文献和立体化学变体关联起来。 - **规模：**来自 71 个数据集的 738,829 个独特分子，涉及 73,137 种生物（COCONUT 统计页面，核实于 2026 年 10 月）。[COCONUT 2.0 论文](https://doi.org/10.1093/nar/gkae1063)报告其 2024 年 9 月发布时为 695,133 个。 - **用途：**天然产物去重复鉴定、骨架设计思路，以及构建筛选集。 - **访问方式：**网页检索（名称、结构、子结构、相似性）和完整的 SDF/SQL 下载。REST API 存在，但需要登录免费账户，所以本指南没有运行它。 - **许可协议：**数据为 CC0；代码为 MIT。 **通俗查询：**“显示与咖啡因相似的天然产物。”把咖啡因的 SMILES `CN1C=NC2=C1C(=O)N(C(=O)N2C)C` 粘贴到 [coconut.naturalproducts.net](https://coconut.naturalproducts.net/search) 的结构检索中。 ## 什么是 SureChEMBL？来自专利的化学信息 **SureChEMBL 是 EMBL-EBI 的免费专利化学数据库：它对专利文献进行文本和图像挖掘，提取其中提到的化学结构。**这是免费查询“哪些专利包含这个结构？”最简单的方法。 - **规模：**SureChEMBL 2.0（2025 年 5 月）涵盖来自五个专利局（CNIPA、EPO、JPO、USPTO、WIPO）的约 1.166 亿份专利文献；仅 USPTO 就贡献了约 1990 万个独特化合物。 - **用途：**现有技术检索、专利布局分析，以及在化合物系列出现在期刊之前发现它们。 - **访问方式：**按结构或关键词进行网页检索、REST API，以及每两周更新的批量 Parquet 文件。 - **许可协议：**CC BY 4.0。 **通俗查询：**“把名称 cetirizine（西替利嗪）解析为 SureChEMBL 化合物。” ``` https://www.surechembl.org/api/chemical/name/cetirizine ``` 真实响应（已截取）：`"chemical_id": "4176"`、`"inchi_key": "ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N"`。然后可以在网页界面中检索包含该结构的专利。 ## DrugBank 和 NIST Chemistry WebBook 呢？ **DrugBank** 是一个详尽的知识库，收录已批准和在研药物及其靶点、代谢和相互作用。它可以免费浏览，但下载需要账户；学术数据集以 CC BY-NC 4.0 许可供非商业使用，商业使用需要付费许可。可以把它看作“免费阅读，但不能免费再利用”。 **NIST Chemistry WebBook**（NIST 标准参考数据库 69）提供许多小分子的热化学数据、气相红外光谱和电子轰击电离质谱。它可以免费在线检索，例如 `https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?Name=caffeine&Units=SI`，但数据受版权保护，批量再分发需获得 NIST 许可。 ## 我应该使用哪个化学数据库？ | 你的问题 | 首选 | 其次可试 | | --- | --- | --- | | 这是什么化合物？名称、分子式、CAS 号、性质 | PubChem | ChEBI | | 它的活性有多强，作用于哪个靶点？ | ChEMBL | PubChem BioAssay | | 它属于哪一类，有什么生物学作用？ | ChEBI | PubChem | | 我能买到或对接哪些相似化合物？ | ZINC-22 | PubChem（供应商） | | 配体如何与蛋白质结合？ | RCSB PDB | ChEMBL（靶点数据） | | 我有数据库 A 中的 ID，它在数据库 B 中是什么？ | UniChem | PubChem 交叉引用 | | 它的 ¹H/¹³C NMR 应该是什么样？ | nmrshiftdb2 | MolDraw NMR 预测 | | 我的 MS/MS 谱图与已知化合物匹配吗？ | MassBank | NIST WebBook（EI-MS） | | 它是天然产物吗？来自哪种生物？ | COCONUT | ChEBI | | 这个结构出现在专利中吗？ | SureChEMBL | PubChem Patent | | 想了解某个已批准药物的详细信息？ | DrugBank（浏览） | ChEMBL | | 热化学或参考红外光谱？ | NIST WebBook | PubChem | ## 如何将这些数据库与 MolDraw 结合使用？ 大多数数据库用机器可读的标识符检索效果最好，而不是用名称。MolDraw 可以直接从结构图给出这些标识符： 1. 在 [MolDraw 编辑器](https://www.moldraw.com/zh/)中**画出**结构（或用[名称转结构](https://www.moldraw.com/zh/tools/free-chem-tools/name-to-structure.html)粘贴名称）。 2. 从顶部选项栏中**复制 SMILES**（Copy SMILES）。右键菜单中的 *Copy as…* 还提供 InChI 和 MOL 格式（参见 [MolDraw 课程的 SMILES 章节](https://www.moldraw.com/docs/import-export/how-to-copy-and-paste-smiles-inchi-and-mol/)）。 3. 用 [SMILES 转 InChIKey 转换器](https://www.moldraw.com/zh/tools/free-chem-tools/smiles-to-inchikey-converter.html)**生成 InChIKey**。在 PubChem、ChEMBL、ChEBI 和 UniChem 之间，InChIKey 是最可靠的精确匹配键。 4. **查询**：把 SMILES 粘贴到数据库的结构检索中，或把 InChIKey 放进上面某个 REST URL 中。 5. **把结果带回来**：用 [CID 转 SMILES 转换器](https://www.moldraw.com/zh/tools/free-chem-tools/cid-to-smiles-converter.html)转换 PubChem CID，或用 [InChIKey 转 SMILES](https://www.moldraw.com/zh/tools/free-chem-tools/inchikey-to-smiles-converter.html) 转换 InChIKey，然后粘贴到 MolDraw 中编辑。 工作流程：在 MolDraw 中绘制，复制 SMILES 或生成 InChIKey，查询数据库，阅读结果。 ## 例题：如何比较西替利嗪类似物？ 假设你在研究抗组胺药**西替利嗪**，想知道有哪些相近的类似物、它们的活性有多强，以及能否买到新的类似物。下面是一个使用三个数据库的工作流程；每个数字都来自我们实际运行的查询。 **第 1 步：在 PubChem 中鉴定。**在 MolDraw 中画出西替利嗪，复制 SMILES，然后查询： ``` https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/name/cetirizine/property/MolecularFormula,MolecularWeight,InChIKey,XLogP,TPSA/JSON ``` PubChem 返回 CID 2678、C21H25ClN2O3、分子量 388.9、XLogP 1.7、TPSA 53 和 InChIKey `ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N`。 **第 2 步：在 PubChem 中查找类似物。**2D 相似性查询（阈值 90）返回的相关化合物包括羟嗪（CID 3658，西替利嗪的母体药物）和左西替利嗪（CID 1549000，其单一对映体），以及它们的盐。对氯二苯甲基哌嗪核心进行子结构检索，还能找到氯环嗪、美克洛嗪和布克利嗪。 **第 3 步：在 ChEMBL 中比较活性。**在 ChEMBL 中查询该 InChIKey： ``` https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/molecule.json?molecule_structures__standard_inchi_key=ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N ``` 结果为 `CHEMBL1000`（max phase 4，1995 年首次获批）。其活性记录包括人 H1 受体 Ki 值 5.89 至 79 nM（pChEMBL 7.1–8.2），以及弱得多的 hERG（KCNH2）IC50，约 30 µM（pChEMBL 约 4.5）。这大约三个数量级的窗口，正是 ChEMBL 让选择性比较变得容易的那类数据。相似性检索 `https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/similarity/ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N/80.json` 会列出左西替利嗪和西替利嗪的各种盐型，可用同样的方法比较。 **第 4 步：在 ZINC 中查找可购买的类似物。**把 SMILES 粘贴到 CartBlanche22 的相似性检索中，查看改变了酸侧链或芳环的按需合成化合物。然后在 MolDraw 中检查感兴趣的命中化合物的性质，例如使用 [Lipinski 规则计算器](https://www.moldraw.com/zh/tools/free-chem-tools/lipinski-rule-calculator.html)。 **解读提示：**不同论文中的活性数值是在不同实验中测得的。请比较同一靶点、同类实验的 pChEMBL 值，对单次测量结果要谨慎。 ## 如何高效检索化学数据库？ - **精确匹配优先用 InChIKey**，相似性或子结构检索用 SMILES。名称容易产生歧义（“维生素 C”、盐、商品名）。 - **注意盐和立体异构体。**西替利嗪、二盐酸西替利嗪和左西替利嗪在每个数据库中都是不同的记录。 - **记下版本或日期。**引用 ChEMBL 时注明版本号，并记录查询 PubChem 的日期。 - **遵守速率限制。**PubChem 要求每秒不超过 5 次请求；大型任务请分批处理或下载批量文件。 - **再分发前检查许可协议。**本指南中的所有数据库都可以免费浏览，但重新发布数据并不总是被允许的。 ### 要点总结 - **PubChem** 是最大的免费化学数据库，是鉴定化合物的首选。 - **ChEMBL** 是最好的免费生物活性数据库：人工整理并与靶点关联的活性数据。 - **ChEBI** 对分子进行分类；**UniChem** 在数据库之间转换 ID。 - **ZINC-22** 用于虚拟筛选和购买类似物；**RCSB PDB** 用于查看 3D 结合模式。 - **nmrshiftdb2**、**MassBank** 和 **NIST WebBook** 分别覆盖 NMR、MS/MS 以及红外/热化学数据。 - **COCONUT** 覆盖天然产物，**SureChEMBL** 覆盖专利。 - 在 MolDraw 中绘制，复制 SMILES，生成 InChIKey，就能查询所有这些数据库。 ## 常见问题 ### 最大的免费化学数据库是哪个？ PubChem 是最大的免费化学数据库，收录约 1.24 亿个独特化合物和 3.49 亿个提交物质（核实于 2026 年 10 月）。ZINC-22 列出的分子更多（约 549 亿个），但其中大多数是用于筛选的按需合成虚拟化合物，而不是已表征的物质。 ### PubChem 和 ChEMBL 有什么区别？ PubChem 是一个范围广泛的聚合数据库，力求收录所有提交的化学品，因此最适合用于鉴定和查询性质。ChEMBL 规模较小，但针对生物活性进行了人工整理，标准化的活性数值与靶点相关联，因此最适合构效关系和药物发现方面的问题。 ### ZINC 可以免费用于商业用途吗？ 根据 UCSF 的 ZINC 许可协议，ZINC 对所有人（包括公司）免费使用和下载。限制在于再分发：未经 ZINC 团队书面许可，不得再分发 ZINC 的主要部分。化合物本身需要从所列供应商处购买。 ### 哪个免费数据库有 NMR 谱图？ nmrshiftdb2 是主要的免费 NMR 数据库，收录 271,817 个结构的 70,030 张实测谱图（核实于 2026 年 10 月），并内置 ¹H 和 ¹³C 预测。PubChem 化合物页面也链接了其他来源的谱图，而 NIST Chemistry WebBook 收录的是红外和质谱，而不是 NMR。 ### 哪个免费数据库有质谱？ MassBank 收录 139,006 条实验质谱记录（核实于 2026 年 10 月），大多是小分子的 MS/MS 谱，每条记录采用各自的知识共享许可。NIST Chemistry WebBook 在线提供许多小分子的电子轰击电离质谱。 ### 可以按结构检索化学数据库吗？ 可以。PubChem、ChEMBL、ChEBI、ZINC、RCSB PDB、nmrshiftdb2、COCONUT 和 SureChEMBL 都支持结构检索，通常通过绘制结构或粘贴 SMILES 进行。你可以在 MolDraw 中画出分子，复制其 SMILES，粘贴到数据库的结构检索中；也可以通过它们的 API 进行精确、子结构或相似性查询。 ### 哪个化学数据库最适合学生？ 名称、性质和安全数据从 PubChem 开始，定义和化合物类别用 ChEBI，3D 结构用 RCSB PDB。这三个都免费、无需账户，界面也清晰。学习药理学时再加上 ChEMBL，学习 NMR 时再加上 nmrshiftdb2。 ### 什么是生物活性数据库？ 生物活性数据库存储化合物对生物靶点的实测效应，例如 IC50、Ki 或 EC50 值，并与实验和蛋白质相关联。ChEMBL 是领先的免费生物活性数据库；PubChem BioAssay 收录了实验室和筛选中心提交的筛选结果。 ### DrugBank 免费吗？ DrugBank 可以免费在线浏览，学术用户注册后可在 CC BY-NC 4.0 许可下下载数据集。商业用途（包括用于商业产品或服务）需要向 DrugBank 购买付费许可。 ### 如何把 PubChem CID 转换为 ChEMBL ID？ 使用 UniChem。查到化合物的 InChIKey（PubChem 在每个化合物页面上都会显示），然后发送到 UniChem 化合物 API，它会返回对应的 ChEMBL、ChEBI、DrugBank、PDB 等标识符。以阿司匹林为例，InChIKey BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N 把 CID 2244 对应到 CHEMBL25。 ## 资料来源 - PubChem：[pubchem.ncbi.nlm.nih.gov](https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) · [PUG-REST 文档](https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/docs/pug-rest) · Kim S. *et al.* PubChem 2025 update, *Nucleic Acids Res.* 2025, [doi:10.1093/nar/gkae1059](https://doi.org/10.1093/nar/gkae1059) - ChEMBL：[ebi.ac.uk/chembl](https://www.ebi.ac.uk/chembl/) · [API 文档](https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/docs) · [许可协议与简介](https://chembl.gitbook.io/chembl-interface-documentation/about) · [ChEMBL 37 发布公告](https://chembl.blogspot.com/2026/05/chembl-37-is-here-bigger-cleaner-and.html) - ChEBI：[ebi.ac.uk/chebi](https://www.ebi.ac.uk/chebi/) · [ChEBI 2.0 上线](https://www.ebi.ac.uk/about/news/updates-from-data-resources/chebi-2-0-launches/) · ChEBI: re-engineered for a sustainable future, *Nucleic Acids Res.* 2026, [academic.oup.com/nar/article/54/D1/D1768/8349173](https://academic.oup.com/nar/article/54/D1/D1768/8349173) - ZINC：[CartBlanche22](https://cartblanche22.docking.org/) · Tingle B. 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