Bartłomiej Kraska
Laborant.pl
strony wersji drukowanej: 31-35


Wzór strukturalny stanowi bardzo ważną formę symboliki chemicznej pozwalającą przedstawić zarówno skład chemiczny cząsteczek jak i wiązania którymi poszczególne atomy są powiązane. Może także dostarczyć informacji na temat przestrzennego rozmieszczenia tych atomów. Wzorów używa się zarówno podczas planowania syntez na kartce papieru oraz w prezentacjach multimedialnych czy publikacjach naukowych. W tych ostatnich szczególnie ważne jest zachowanie estetyki, właściwych proporcji oraz przejrzystości tworzonej ryciny. Niestety zdarza się że opublikowana w renomowanym czasopiśmie naukowym publikacja zawiera wzory bardzo słabej jakości, nierównej, i nie wyraźniej, co optycznie odbiera pracy profesjonalny charakter. Niniejszy artykuł przedstawia porównanie kilku najpopularniejszych programów komputerowych do tworzenia wzorów strukturalnych.

Funkcje programów
Każdy z programów pozwoli nam spełnić swoją podstawową funkcję, czyli narysować żądaną przez nas strukturę. Różnice pojawiają się w wygodzie użytkowania, możliwościach  oraz dodatkach poszerzających zastosowanie oprogramowania. Aby swobodnie korzystać z programu wszelkie niezbędne funkcje muszą być łatwo dostępne, rozmieszczone w sposób intuicyjny, aby móc szybko je wybrać. Bardzo wygodne są także biblioteki popularnych związków oraz struktur chemicznych, takich jak aminokwasy, cukry, wszelkie grupy funkcyjne czy cząsteczki supramolekularne, które można wywołać jednym kliknięciem myszy. Elementami kosmetycznymi, aczkolwiek bardzo ważnymi, są opcje zmiany koloru struktur oraz wielkości i rodzaju czcionek dla nazw atomów i wszelkich podpisów.  Często przydatne są autokształty takie jak kreski, okręgi czy prostokąty którymi można wyróżnić przypisy bądź fragmenty cząstek. Niezbędnym narzędziem, szczególnie dla chemika preparatyka, jest funkcja wyliczania masy molowej cząsteczki bądź jej zaznaczonego fragmentu, co pozwala na szybkie określenie ilości potrzebnych reagentów w syntezie oraz łatwiejszą analizę masową otrzymanych związków. Idealnie gdy wartość tej masy prezentowana jest w czasie rzeczywistym i zmienia się podczas tworzenia lub nanoszenia zmian w rysowanych strukturach. Niestety większość programów wymaga każdorazowego wywołania polecenia z menu, gdy tylko zachodzi chęć sprawdzenia masy molowej. Możliwość symulacji analizy masowej, węglowego oraz wodorowego magnetycznego rezonansu jądrowego a także prezentacja składu elementarnego zostanie niewątpliwie doceniona przez każdego kto okazjonalnie bądź często rozwiązuje widma syntez nowo otrzymywanych substancji. Niektóre programy dają możliwość stworzenia prostego rysunku złożonego z elementów aparatury chemicznej, takich jak kolba, statyw, probówka czy chodnica, doskonale nadającej się do celów dydaktycznych oraz prezentacyjnych.

Przegląd najpopularniejszych programów
Jednym z najpopularniejszych programów jest ChemSketch. Ceniony przede wszystkim przez studentów ze względu na jego darmowy charakter w celach edukacyjnych. Poza tym posiada wszelkie niezbędne funkcje przydatne na drodze zdobywania wykształcenia. Obsługa raczej nie stanowi większego problemu, wszelkie najważniejsze elementy są na paskach narzędzi dookoła obszaru roboczego, a kolorowe ikonki wprawiają wrażenie bogactwa i zaawansowania funkcji. Znajdziemy w nim bazę struktur oraz rysunków szkła laboratoryjnego, monitorowanie masy molowej w czasie rysowania oraz opcję symulacji analizy masowej w postaci fragmentacji cząsteczki. Niestety ChemSketch ma jedną poważną wadę, otóż zbyt duża swoboda rysowania sprawa że owoc naszej pracy szybko traci na przejrzystości, a jego późniejsze uporządkowanie polegające na wyrównaniu struktur oraz ujednoliceniu długości wiązań, nawet korzystając z opcji autoformatowania (często tłumaczona jako autoczyszczenie), może przysporzyć kłopotów i zabrać trochę czasu. Poza tym, porównując z konkurencją, grafika nie wygląda zbyt profesjonalnie. Dlatego też program ten jest raczej odradzany przy zamiarach tworzenia zaawansowanych rycin w celu wykorzystania w publikacjach. Jeżeli dysponujemy grubym (niestety bardzo grubym) portfelem możemy pokusić się o produkt firmy CambridgeSoft. Do dyspozycji mamy dwie aplikacje, ChemDraw oraz rozszerzony ChemBioDraw. Obie wersje są niemal doskonałe, interfejs jest przejrzysty, wszelkie najważniejsze elementy są łatwo dostępne. Podczas rysowania struktur mamy ograniczone stopnie swobody, co mniej więcej przypomina rysowanie na papierze w kratkę. Dzięki temu zawsze zachowamy idealną symetrię już na etapie tworzenia i bez potrzeby autoformatowania. Oczywiście każdy element, czy to atom czy wiązanie, możemy metodą przeciągania rozciągnąć w dowolne miejsce. Stworzone struktury mają elegancki i profesjonalny wygląd, są gotowe do wklejenia do publikacji czy prezentacji. Modyfikacje wprowadza się równie łatwo, a całość nie traci profesjonalnego charakteru. Wszelkie błędy w strukturach są automatycznie podkreślone na czerwono. Do dyspozycji również mamy opcję prezentacji masy molowej „na żywo” a także analizy elementarnej, bogatą bazę gotowych struktur oraz bibliotekę grafik szkła laboratoryjnego. Wersja posiadająca słowo „Bio” w nazwie dodatkowo posiada gotowe grafiki obiektów biologicznych, takich jak błony, bakterie czy elementy anatomii. Poza wspomnianą ceną trudno doszukać się jakichkolwiek wad czy braków. Tańszą alternatywę dla ChemDraw stanowi ChemDoodle. Jest on około 50 razy tańszy (!) i tylko odrobinę ustępuję gigantowi z CambridgeSoft. Autorzy ChemDoodle postawili w pierwszej kolejności na wygląd, który przedstawia się naprawdę dobrze. Wszelkie elementy są wygodnie rozmieszczone, a rysowanie upraszczają ograniczone stopnie swobody.  Niestety aby sprawdzić masę molową musimy każdorazowo wywoływać to polecenie z menu. Za to mamy do dyspozycji m.in. zaawansowany moduł symulacji TLC oraz analizy NMR. Ciekawą pozycją jest również SymyxDraw, następca popularnego niegdyś ISIS Draw. Również i tu znajdziemy wszystko co niezbędne, aczkolwiek baza gotowych struktur jest w wersji podstawowej nieco zubożała. Można ją uzupełnić pobierając odpowiednie rozszerzenia. Jeżeli chodzi o samo rysowanie to jest dość swobodne aczkolwiek stopnie swobody są dość duże toteż trudniej zachować symetrię. Za to wygląd końcowy struktur jest naprawdę profesjonalny. Możemy konwertować nazwy na struktury i odwrotnie, możemy także śledzić zmiany masy w trakcie rysowania, ale niestety tylko sumaryczną wszystkiego co znajdzie się w dokumencie, a nie tylko zaznaczoną. Nie wykonamy także żadnej symulacji analizy, nie znajdziemy żadnych grafik oraz nie zostaniemy automatycznie poinformowani o błędach w strukturze, takich jak np. pięciowiązalny atom węgla. Poza tym cena licencji nie należy do najniższych.

Uwaga na licencję
Wystarczy pobrać program z Internetu, zainstalować i używać do woli jak tylko przysłowiowa dusza zapragnie. Niestety to błędne myślenie może spowodować iż skorzystamy z programu w sposób nielegalny. Praktycznie każdy program komputerowy chronią umowy licencyjne określające w jaki sposób możemy skorzystać z aplikacji. Na pewno bez obaw możemy dowolnie korzystać z aplikacji typu „freeware”. Łatwo można się jednak domyślić że raczej nie urzekną nas funkcjonalnością. Jeżeli natomiast oprogramowanie jest darmowe do użytku domowego i/lub akademickiego na pewno uświetnimy strukturami wykład, wzbogacimy prezentację lub wydamy publikację. Należy jednak wystrzec się wykorzystywania w reklamach czy wszelkiego rodzaju publikacjach, za które przyjmiemy korzyść materialną. Do takich celów potrzebna jest licencja komercyjna, za którą oczywiście musimy zwykle ponieść mniejsze lub większe opłaty. Licencja taka może być przypisana do konkretnej liczby osób lub stanowisk oraz być ograniczona czasowo bądź dożywotnia. Warto zatem zapoznać się z warunkami licencji posiadanego oprogramowania, gdyż być może jest zainstalowana na o jeden komputer za dużo, albo korzysta z niego zbyt duża liczba osób. W przypadku wersji ograniczonej czasowo (także wersji demonstracyjnych) zwykle umowa licencyjna nakazuje bezzwłoczne odinstalowanie oprogramowania po upływie określonego czasu.

Wybór programu
Aby dokonać właściwego wy boru programu należy kierować się przede wszystkim jego funkcjonalnością oraz wygodą użytkowania. Idealnie jeżeli dysponujemy wolnym wieczorem aby pobrać wersje testowe dostępnych programów celem ich wypróbowania. Warto wziąć pod uwagę fakt iż łatwiej znajdziemy pomoc w obsłudze programów popularniejszych. Będziemy także wstanie przesłać innej osobie plik zawierający strukturę z możliwością jej edycji, gdy posiada takie samo oprogramowanie. Tabela 1 przedstawia porównanie kilku najważniejszych cech popularnych programów. W zestawieniu pominięte zostały pozycje które  nie zaprezentowały się najlepiej przy konkurencji lub u których wersja testowa nie pozwoliła na pełne zapoznanie z funkcjami.