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一、你有被化學結構命名難倒過嗎？

“命名難、難命名、命難名！”是許多醫藥、化學科研工作者的一塊心病，特別是面對一些復雜的化學結構式，如何能夠準確、高效地命名是很大的難題。

市面上已有一些軟件能夠實現化學結構的英文命名，比如ChemDraw、ChemDoodle、MarvinSketch。可是ChemDraw訂閱需要高額的費用，同時軟件銷售商也打擊該軟件的盜版。ChemDoodle無論是網頁端還是客戶端都需要收費，在試用條件下，諸如結構式命名等功能無法使用。ChemAxon旗下的MarvinSketch由于秘鑰申請和安裝比較復雜，也降低了使用方便性。

▲免費的InDraw照顧國內科研工作者

并且，這些軟件均由國外開發商開發，從軟件的用戶界面到化學結構式命名均是英文，給國內用戶造成了很大不便。在化學結構式命名這塊，國內市場可以說長期處在空白狀態。對國內用戶而言，很長時間內沒有一款能對化學結構進行IUPAC中英文命名的軟件。

InDraw的出現實現了IUPAC中文命名功能，其命名系統是直接基于化學結構給出英文和中文的名稱。中文命名非基于翻譯，可以說是全球首創。在世界范圍內，還沒有一款科研軟件能做到基于化學結構生成中文名稱。

二、不簡單的IUPAC中文命名

對于復雜結構的中文命名，很早就有人想到先用ChemDraw等軟件生成化學結構的IUPAC英文名稱，然后再利用Google翻譯將其轉化成中文名稱。

這種做法得到的中文命名正確率很低。通過翻譯得到的結果經常會中、英文摻雜在一起，需要人工修改。不僅費時費力，而且又極容易出錯，導致中文名稱不能再還原成正確的結構式，在中文專利知識產權保護上，可能會面臨專利無效的風險。

▲常見化合物的英文名稱與Google翻譯的中文名稱

IUPAC英文命名系統和IUPAC中文命名系統有諸多差異。翻譯軟件只能生搬硬套地對應，無法應付中文命名中很多約定俗成的命名方式。

比如酚類是中文特有的命名方式，在結構式的中文命名中，我們將連接在芳環上的羥基命名為“酚”，以“benzene-1,2,4-triol”為例，對應的中文命名為“苯-1,2,4-三酚”，如果直接將其英文名稱用Google翻譯，則會得到“苯-1,2,4-三醇”，這顯然是錯誤的。

▲如果直接做英文轉中文的翻譯，是不正確的

這樣的例子還有很多，IUPAC英文的命名順序和中文命名也不一樣，直接翻譯也是不準確的。就拿酯類物質而言，酯命名時，其中英文的順序是不同的。例如，中文“丙二酸乙基甲基酯”對應于英文“ethyl methyl malonate”，如果拿英文直接翻譯成中文，則會得到 “乙基甲基丙二酸”，打亂了順序。

▲IUPAC英文的命名順序和中文命名不一樣

如果就這樣對化合物名稱進行草率地翻譯，會埋下隱患。如果在做學術過程中，論文結構名稱出現錯誤，會大大影響到你的學術可信度。在申請專利時，如果中文專利的結構式名稱不規范，則不利于專利審核與保護。很可能你所保護的分子結構，因為命名問題被別人鉆了空子，造成損失。

科學出版社出版的《有機化合物命名原則2017》是目前有機化學結構中文命名的權威參考。中文命名和IUPAC英文名稱有著極大差異，比如中文有機化合物名稱中組合各結構構成名稱時，需要采用各種連綴字來表達它們之間的相互關系，這與英文中以變換字母，尤其是元音即可表達構詞的方法是不同的。

InDraw的中文命名系統則是參考了這本書，其最底層的命名邏輯更契合中文的命名方式，所得到的中文名稱則更加準確。同時InDraw的英文命名，也參考了權威的IUPAC 1993版、IUPAC 2013版，此外InDraw還參考了無機物1980版的命名原則，命名范圍更廣。

▲InDraw的中英文命名系統參考權威的命名書籍

▲相比谷歌翻譯，用InDraw直接生成化合物的中文名稱是靠譜的選擇

三、InDraw的命名功能到底強在哪里？

InDraw與其他命名軟件到底有何異同？由于ChemDraw、ChemDoodle、MarvinSketch只能進行IUPAC英文命名，無法進行中文命名，筆者將其命名結果用Google翻譯轉化成中文做中文名稱的參考。

首先來測試一下很多人在生活工作中必不可少的咖啡因分子，咖啡因是嘌呤類的物質，常被命名為 “1,3,7-三甲基黃嘌呤”，在相關的CAS號查詢平臺和百科上都可以見到這個命名。這樣命名的單體其實就是黃嘌呤了，然后再對三個甲基進行定位，簡潔清楚。PubChem平臺給出的IUPAC英文命名是“1,3,7-trimethylpurine-2,6-dione”，將單體又細分為嘌呤了。ChemDraw、ChemDoodle、MarvinSketch、InDraw的命名單體也圍繞著嘌呤來，前兩者的命名結果是完全一樣的。

▲多種軟件對咖啡因的命名結果比較

MarvinSketch的命名結果則稍微復雜一點，定位更多，有意思的一點是，將其命名結果導入ChemDraw和ChemDoodle的Name to Structure功能，前者無法顯示。說明兩者的命名邏輯是不一樣的，也未能很好的兼容。

InDraw對于咖啡因的命名方式類似MarvinSketch，只不過氫取代基的定位略有不同，MavrinSketch是“2,3,6,7”，而InDraw的定位是“1,2,3,6”。雜環一般是采用并環法命名，編號順序是順時針，而嘌呤是個例外，先逆時針定位完嘧啶環再定位咪唑環，從命名結果上看，InDraw給出的中文命名其更加符合《有機化合物命名原則 2017》的命名順序。導入InDraw命名的英文名稱，另外三款軟件均能顯示出正確的咖啡因結構式。

▲InDraw的中文命名更符合《有機化合物命名原則 2017》

當化學結構的復雜度提升時，InDraw的命名系統也能輕松勝任，能夠命名ChemDraw無法命名的物質。

▲InDraw的命名系統具備更廣泛的命名支持

如果將結構的復雜度提升，換成健康殺手膽固醇呢？膽固醇是甾體類化合物，甾體結構在自然界中大量存在，是比較典型的四環化合物，從事天然產物化學的研究者可能經常與甾體結構打交道。比較簡單的命名方式就是以甾體母核進行命名，比如在膽甾的基礎上增加取代基。

▲膽固醇的命名結果比較

可以看到當化學結構復雜度提升時，這幾款命名軟件給出的英文命名不盡相同。ChemDraw、MarvinSketch的命名邏輯基本相似，所選取的命名單體是一樣的，這也與PubChem數據庫查詢的IUPAC英文命名方式基本相似。

由于MarvinSketch有著兩套命名系統，能同時給出結構式的俗名和IUPAC英文名，MarvinSketch也提供了“Cholesterol”，這個命名的選項。ChemDoodle似乎在這方面做的不夠好，并沒有選取環戊環和菲環作為環的命名單元。而InDraw的命名類似半俗名，直接以膽甾為命名單體，與CAS查詢得到的命名邏輯一致。

再觀察Google的翻譯結果，顯然就和中文命名方式有很大的差別，比如環單元命名這塊，按照中文的命名邏輯應該為“環戊并菲”，而Google翻譯的結果是“環戊二烯菲”，這也說明了直接翻譯IUPAC英文名稱的方式不可取。

InDraw對甾體化合物的命名做了專門的優化，比如可以直接以膽甾、雌甾、雄甾、孕甾為命名單元進行命名，能夠使天然產物的命名更為簡潔。

▲InDraw命名系統支持甾體類化合物的簡潔命名

比如這五種甾體結構，InDraw可以很好地識別其甾體母核，給出的命名類似我們用的半俗名，非常簡潔，而ChemDraw未能識別。

倘若再將物質范圍擴大、用普通有機物、螺環、橋環、氨基酸、甾體以及無機物來考驗這四款軟件，它們的命名表現又將如何？

▲以這幾類化學結構為例，來對InDraw、ChemDraw、ChemDoodle和MarvinSketch進行對比測試

基本有機物命名的對比測試

螺環有機物命名的對比測試

橋環有機物命名的對比測試

氨基酸命名的對比測試

甾體命名的對比測試

無機物命名的對比測試

總體體驗下來，這四款軟件差異還是很明顯的。在基礎有機物這塊，ChemDoodle出師不捷，5個結構最終只能命名出2個。這幾種結構里面含有Si、Se、Sn等在有機化學結構內不常見的元素，對于處理這些結構的命名，ChemDoodle有待提升。在螺環這塊，ChemDoodle更是無法命名。在最后的無機物命名這塊，ChemDoodle也難以達到預期。

▲InDraw、ChemDraw、ChemDoodle和MarvinSketch的命名表現

在無機物這塊，InDraw與這三款軟件相比，有著一定優勢。比如ChemDraw無法識別最基礎的二氧化氮，MarvinSketch無法識別離子化合物，只能單個給出離子的命名，不能給出整體命名，推測它只能識別共價化合物。

MarvinSketch支持俗名以及IUPAC英文命名，比如氨基酸“D-alloisoleucine（D-別異亮氨酸）”，MarvinSketch可以給出縮寫名“Hile”，同時其也支持甾體的簡潔命名。InDraw對氨基酸衍生物的處理也很到位，可以識別其中的氨基酸結構。

▲InDraw對氨基酸衍生物的命名也很簡潔