
化学構造を描画する際、まず検討したいのがブラウザ上で動作するツールです。その中でも2024年現在最も推奨されているのが「Ketcher」というオープンソースの化学構造式描画ソフトです。
Ketcherの最大の特徴は、アメリカのニューヨーク証券取引所に上場しているEPAM Systemsが提供している点にあります。 このバックグラウンドにより、操作のしやすさと信頼性の両方が担保されています。対応ブラウザはChrome、Edge、Safariとなっており、WindowsだけでなくMacやChromeBookでも動作します。
Ketcher 2.xのライセンスは「Apache License 2.0」で、学術用途はもちろん商用でも無料で使用可能です。 ダウンロードは以下の手順で行います:
参考)Harano Kazunobu Web Site - Ket…
インターフェースは直感的で、上下左右にメニューが配置されています。上段は入出力機能、右端は原子種、左端は各種操作、下端には代表的な環状置換基群と構造ライブラリが選択可能です。 ツールアイコンにマウスカーソルを近づけると説明が表示されるため、初心者でも戸惑うことなく操作できます。
保存形式は17種類から選択可能で、反応式は標準のKetフォーマット、単分子はCMLフォーマットで保存すればAvogadroなどとの連携が可能です。 ChemDrawとの互換性を保つにはCDXML形式、画像で保存する場合はPNGフォーマットを選択します。
Ketcher 公式サイト - ブラウザで動作する化学構造描画ツール
ブラウザツールに次いで、インストール型のフリーソフトも根強い人気があります。特に「ChemSketch」と「Marvin Sketch」は、それぞれ異なる強みを持つ代表的なツールです。
ChemSketch(ACD/ChemSketch Freeware)
ChemSketchは業界最高水準の化学レポート作成ツールの一つで、複雑な有機化合物も容易に描画できます。 個人での利用は無料ですが、商用目的の場合はライセンス購入が必要です。
参考)https://chemsketch.softonic.jp/
ダウンロード手順は以下の通りです:
参考)【化学フリーソフト】無料で化学構造式を描く方法【ChemSk…
ChemSketch 12.0は製品版にも劣らない様々な機能を備えており、分子の3D表示や実験器具の描画も可能です。 一般的なドローソフトを利用するのと比べ、遥かに容易に構造式を描くことができます。
参考)https://www.vector.co.jp/magazine/softnews/140313/n1403131.html
Marvin Sketch
Marvin Sketchは非商用目的なら無料で利用できる化学構造描写ソフトウェアです。 簡単なマウス操作で化学構造を描写でき、mol、sdf、cdxなどの化学でよく用いられるファイル形式や、png、jpegなどの画像データとして保存できます。
ChemAxonに登録後、Marvin Sketchをダウンロード可能です。 描写した構造をmol形式などで保存することで、RDKitによる解析も可能になります。
ACD/Labs - ChemSketch Freeware ダウンロード
Marvin Sketch 製品情報
学術機関に所属する研究者や学生にとって、特に有用なのが「BIOVIA Draw」のアカデミック向け無償版です。学生や教員、アカデミックの研究者は、化学構造と化学的に高度なクエリーが迅速に描画できるBIOVIA Drawを無償で使用できます。
参考)化学構造描画(ケミカルドローイング)/ケミカルカートリッジ(…
BIOVIA Drawの主な特徴。
参考)BIOVIA Draw
アドイン機能も豊富で、分子特性計算/予測、エニュメレーション、バイオアベイラビリティ、同位体分布、化学量論計算など、多数のツールが含まれています。 文書化されたAPIを使用してカスタム・アドインを作成し、それらのアドインをツール、ボタン、メニュー項目にすることも可能です。
高品質のポスター、画像、プレゼンテーションの作成に適しており、SDfilesを開いたり、閲覧、検索、作成することも可能です。 インポートおよびエクスポート形式はFASTA、XHELM、HELM、Swiss prot、EMDLファイルをサポートし、HELMやいくつかの画像ファイル形式へのエクスポートも可能です。
BIOVIA Draw アカデミック向け無償版 ダウンロード
化学構造の理解を深める上で、3D表示機能は不可欠です。平面の構造式では理解に限界があるため、分子を三次元的に可視化できるツールは研究や学習において非常に有用です。
参考)化学構造式について(6) ~パソコンで構造式を描く|佐藤健太…
Chem3DとChemDrawの連携
ChemDraw Professionalグレードには、3Dクリーンアップと3Dディスプレイ機能が搭載されています。 2D表示の化学構造式を3D表示に変換し、クリーンアップすることができます。 3D表示に変換後、回転させることも可能で、分子の立体構造を多角的に観察できます。
参考)業界標準の化学構造式描画と高度な分析ツール『ChemDraw…
MolViewのオンライン3D機能
MolViewというウェブアプリケーションは、面倒なインストール作業なしに、ブラウザ上で構造式の描画と3D表示が可能です。 タブレットやスマートフォンからの利用も可能で、手軽に構造式描画を試したい方におすすめです。
分子の構造式や3Dモデルを出力することができる無料ツールとして、MolViewはオンライン構造式エディタ・3D分子モデリングツールとして機能します。
参考)オンライン構造式エディタ・3D分子モデリングツールMolVi…
ChemSketchで描いた構造式をそのままコピー&ペーストするだけで、「Discovery Studio Visualizer」を使用して3D画像を表示し、自在に回転・拡大縮小などを行なえます。 また「QuteMol」というソフトウェアは、独特の風合いの描画ができるため、プレゼンテーションなどに使うのに適しています。
MolView - オンライン構造式エディタ・3D分子モデリングツール
ここ数年で急速に進化しているのがAIを活用した化学構造描画技術です。従来の手動描画ツールとは異なり、AIによる自動生成や予測機能は、研究効率を飛躍的に向上させる可能性を秘めています。
Name-to-Structure機能
ChemDraw Professionalには「Name-to-Structure」機能が搭載されています。 例えば、「dichloronaphthalene」と入力した場合、構造の異性体の一つを表示しますが、その名前が曖昧であることも併せてレポートします。 この機能により、化合物名から瞬時に構造式を生成でき、逆もまた可能です(Structure-To-Name)。
化学特性の自動計算
AI技術の応用として、ChemDrawではBoiling Point(沸点)から始まり、LogP、tPSA、pKaといったさまざまな化学特性を自動的に計算して表示することが可能です。 その情報をドキュメントに貼り付けることもでき、研究レポート作成の効率化に貢献します。
1H/13C-NMR予測
さらに進んだ機能として、1H/13C-NMRの化学シフトを推算し、表示することができます。 選択ツールを用いて表示されたピークにカーソルを合わせることで、そのピークに該当する原子が分かりやすく強調表示されます。 この機能は、 спектроскопияデータと構造式の照合作業を大幅に簡素化します。
意外な事実:オープンソースAI Chemical Sketcherの登場
2026年1月には、なんと個人開発者が「Chem Sketcher」というブラウザだけで動作する化学構造描画&物性推算ツールを自作・公開しました。 Reactを使って開発されており、HTMLファイル1つで動作する軽量なエディタです。 このツールは研究・学習の補助を目的として作成され、ダウンロードしたファイルをブラウザにドラッグ&ドロップするだけで、すぐに使い始められます。
参考)【無料で使用可能】インストール不要!ブラウザで動く化学構造式…
この例が示すように、化学構造描画ツールの開発はもはや大企業だけの領域ではありません。AI技術とオープンソースの組み合わせにより、個人レベルでも高度なツールが開発可能な時代になっています。
ChemDraw - 化学研究のゴールドスタンダード
Chem Sketcher - ブラウザで動く個人開発の化学構造描画ツール
医療従事者が化学構造描画ツールを論文や資料作成に活用する際、いくつかの重要な注意点があります。
ファイル形式の互換性
学会や雑誌によっては、提出するファイル形式に指定がある場合があります。ChemDraw形式(.cdx、.cdxml)は業界標準ですが、フリーソフトで描画した場合はMOL、SMILES、InChIなど汎用形式でのエクスポートが重要です。
Ketcherでは17種類のフォーマットから選択可能で、ChemDrawとの互換性を保つにはCDXML形式が推奨されます。
著作権とライセンス
フリーソフトでも、商用利用には制限がある場合があります。ChemSketchは個人利用は無料ですが、商用目的の場合はライセンス購入が必要です。 一方、BIOVIA Drawはアカデミック用途に限り無償で使用可能です。
3D構造の正確性
3D表示機能を使用する際、初期構造の最適化が十分に行われているか確認が必要です。ChemDrawの3Dクリーンアップ機能や、Avogadroなどの分子最適化ツールとの連携が有用です。
NMR予測の限界
AIによるNMR予測機能は便利ですが、あくまで推算値であることを理解しておく必要があります。 重要な判断には、実験データとの照合が不可欠です。