分子描画ソフトについて（どうしても知りたいです）

Question

（どうしても知りたいです。）最近ISISDrawを使い始めました。しかし、原子間距離や結合角度がすごく適当だと分かりました。２Dで描くには十分でしょうが、３Dにしたときに役に立ちません。 
私なりに調べた結果、Fujituさんでいろいろ体験版を利用できるとわかりました。 
WinMOPACやCAChe、ChemForntierやMOLDAのことです。しかし、どれも難しそうで 
また違いがはっきり分かりません。 

私が求めるのは、３Dにしたときの結合間距離と結合角度の信頼性です。また、 
描ける原子数には制限がないほうがいいです。 
どれを利用すればいいかにあたって、皆様の意見を伺いたいと思います。 
よろしくお願いします。

38endoh · Accepted Answer

実際の大きさをドンブリ勘定したいという目的ですね。そういった目的で，トリエチルアミン程度の分子なら，化学便覧（丸善）に記載されている代表的な結合長を元に，各原子のカーテシアン座標を手計算で求められるのが手っ取り早いかと思います。

そして，得られたカーテシアン座標ファイルを Ortep3 for Windows などで開き，各原子のファンデルワールス半径を考慮した空間充填モデル（ＣＰＫモデル）で表示させれば良いかと思います。なお，カーテシアン座標ファイル（*.xyz）の文法は非常に単純ですので，実際に適当な分子を Ortep3 for Windows などで実際に吐き出させて確認すれば，すぐに理解できるかと思います。

より複雑な分子構造を取り扱う場合は，学会誌 Acta. Crysta. のデータベース（無料）から *.cif ファイルとしてダウンロードする方法もあります。が，トリエチルアミンのような単結晶の得にくい物質については，恐らくデータはありませんので念のため。もし，CAS などが使える環境でしたら，トリエチルアミンの分子構造がわかる論文を引くのも有効だと思います。

最後に。もしシェアウェアに数千円払っても良いなら，FREE WHEEL というソフトが便利です。もう少し高価（数万円）払っても良い場合は，Chem3D というソフトも便利です。どちらも簡単な分子力場計算が内蔵されており，okajiman21 さんの目的なら，画面上でマウスを少々いじるだけで，いとも簡単に達することができます。

38endoh · Answer

すみませんが目的がよく分かりません。目的は分子の3D表示だけでしょうか？　それとも分子軌道計算によって結合間距離と結合角度を求めることでしょうか？

表示させたいすべての原子のカーテシアン座標（x,y,zの数値）が分かっている場合，つまり，単純な分子構造で手計算ができる場合や，4軸X線回折の結果などが既に手元にある場合，純フリーソフトだけで精細な描画をさせることができます。具体的には，Ortep3 for Windows ＋ POV-Ray for Windows の組み合わせがお勧めです。前者は分子構造を表示するためのソフトで，これ単体でも分子の3D表示が可能ですが，描画が少々貧弱です。後者は汎用のレイトレーシングソフトで，この組み合わせにより非常にリアルな描画が可能になります。

WinMOPAC，CACheは分子軌道計算ソフトで，3D表示はいわば付加的な機能です。フリーソフトはありません。分子軌道計算というものは，どんな分子でも自由に計算できるわけではありませんし，また必ずしも正確な構造が得られるわけではありません。結果の解釈には，計算化学についての知識を要します。

bipolaron · Answer

私は分子軌道計算がしたかったのでFujituさんに相談したところ、結局HyperChemを買って今使っています。挙げられた例の中に入ってませんかFujituさんから買いました。Windousで使えるし、かなりな原子数も描けるので満足しています。各種計算をするのなら原子数に制限がありますが、モデリングだけならかなり多くまで出来ます。今確かめて見ると原子３万個以上出来ました。多分それ以上出来るでしょう。結晶モデリングツールもついているので便利ですし、原子間距離や角度も小数点以下５桁くらいでかなり正確です。ただし、お高いです。３０万くらいでしょうか・・・。
WinMOPACも持っています。これはとてもお安いのですが、とても少ない原子数でリミットがあります。今確かめてみたところ、マックスは７８個。でも距離や角度は小数点下下５桁まで指定出来ます。
その他の描画ツールについては明るくありません。私はいろいろとFujituさんに電話で相談しましたので、それが一番よろしいかと思います。

wolv · Answer

「結合間距離と結合角度の信頼性」
がどこまで求めているのかよくわかりませんが，
正確な図を書きたいのでしょうか．
例えば，ベンゼンのひとつの炭素が窒素に置きかわったような分子は，
正六角形ではなくなると思いますが，その図を書くときに，
実際の分子の形である必要はありますか？

正確な立体構造を知るためには，量子化学計算や，その他の計算を
個々の分子を書く（あるいはモデリングする）たびに行なう必要があります．

数万原子からなる分子の立体構造を計算する場合は，量子化学計算では大変計算コストがかかるので，分子動力学計算や分子力学計算を別途行なうことが必要になってきます．このような計算の結果，各原子の座標が書かれたファイルを出力できますので，こんどは，単に座標をみて立体構造を描くソフトを使うことになります．

この目的でフリーで一番有名なのは，
RasMol
でしょう．

どの程度の原子数の分子を，何の目的で３Ｄで表示したいかによって，適当なソフトウェアは変わってくると思います．

ちなみに私は，簡単な図を書く場合は，PowerPointで直線などを組み合わせて書き，正確な図が必要な場合は，AMBERあるいはDISCOVERなどで立体構造計算を行い，InsightII, MidasPlus, あるいは RasMolで表示したものをイメージファイルに変換しています．対象分子は核酸や蛋白質で，原子数は数百から数万です．

分子描画ソフトについて（どうしても知りたいです）

実際の大きさをドンブリ勘定したいという目的ですね。

すみませんが目的がよく分かりません。

この回答への補足

私は分子軌道計算がしたかったのでFujituさんに相談したところ、結局HyperChemを買って今使っています。

「結合間距離と結合角度の信頼性」

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