Molecular Structure Visualizer
将 SMILES 字符串或化学名称转换为分子结构图，支持聚合物 2D 结构绘制。
触发条件
- 用户提供 SMILES 并要求可视化
- 提到"分子结构"、"可视化"、"draw molecule"
- 说"SMILES 转图片"、"显示结构"
- 提供聚合物名称或 SMILES
功能
- ✅ SMILES → 分子结构图
- ✅ IUPAC 名称 → 结构图（自动通过 OPSIN 转 SMILES）
- ✅ 聚合物支持 - 正确渲染聚合物重复单元
- ✅ 输出 PNG 或 SVG 格式
- ✅ 可自定义尺寸、样式
- ✅ 批量生成
- ✅ 聚合物标题 - 自动添加化合物名称作为标题
聚合物渲染
对于聚合物 SMILES（包含 * 连接点标记）：
- 自动识别聚合物标记
- 清理 SMILES 以便正确渲染
- 添加"Polymer Structure"标题
- 使用增强的渲染选项（更粗的键、更大的原子标签）
聚合物 SMILES 格式
*monomer* # 简单聚合物
*[linker]monomer* # 带连接基团的聚合物
*CC* # 聚乙烯
*OCC* # 聚环氧乙烷
*OCC(C)* # 聚环氧丙烷
使用方法
对话框中使用
画出 ethanol 的分子结构
SMILES: CCO，生成结构图
可视化 aspirin，保存为 SVG
poly[oxy(1-methylethylene)] 画结构图
批量生成：CCO,C1=CC=CC=C1
命令行使用
# 从 SMILES 生成
python3 scripts/mol_2d_viewer.py --smiles "CCO" --output ethanol.png
# 从名称生成
python3 scripts/mol_2d_viewer.py --name "aspirin" --output aspirin.svg
# 聚合物 SMILES
python3 scripts/mol_2d_viewer.py --smiles "*OCC*" --output peo.png
# 聚合物名称
python3 scripts/mol_2d_viewer.py --name "poly[oxy(1-methylethylene)]" --output ppo.png
# 批量生成
python3 scripts/mol_2d_viewer.py --smiles "CCO,C1=CC=CC=C1" --output-dir ./molecules
# 自定义尺寸
python3 scripts/mol_2d_viewer.py --smiles "CCO" --width 400 --height 300
参数说明
| 参数 | 简写 | 说明 | 默认值 |
|---|
--smiles | -s | SMILES 字符串（可多个） | - |
--name | -n | IUPAC 名称 | - |
--output | -o | 输出文件路径 | 自动生成 |
--output-dir | -d | 输出目录（批量模式） | ~/.openclaw/media/mol-2d-viewer |
--format | -f | 输出格式：png/svg | png |
--width | -W | 图片宽度（像素） | 400 |
--height | -H | 图片高度（像素） | 300 |
--kekulize | -k | 凯库勒化（显示双键） | false |
--quiet | -q | 安静模式 | false |
--stdout | | 输出 base64 到 stdout | false |
输出示例
单个分子
$ python3 mol_2d_viewer.py -s "CCO" -o ethanol.png
✓ 已生成：ethanol.png (400x300, PNG)
聚合物
$ python3 mol_2d_viewer.py -s "*OCC*" -o peo.png
✓ 已生成：peo.png (400x300, PNG) [聚合物]
$ python3 mol_2d_viewer.py -n "poly[oxy(1-methylethylene)]" -o ppo.png
✓ 已生成：ppo.png (400x300, PNG) [聚合物]
批量生成
$ python3 mol_2d_viewer.py -s "CCO,C1=CC=CC=C1" -d ./output
✓ 已生成：./output/mol_1.png
✓ 已生成：./output/mol_2.png
完成：2/2 成功
依赖
pip install rdkit Pillow requests
输出格式
PNG
- 位图格式
- 适合网页展示
- 文件较小
- 聚合物使用增强的 Cairo 渲染
SVG
- 矢量格式
- 无限缩放不失真
- 适合出版物
- 支持标题嵌入
聚合物渲染选项
| 选项 | 说明 | 默认 |
|---|
| 键宽度 | 化学键线宽 | 2 |
| 原子标签字体 | 元素符号大小 | 14 |
| 高亮键宽倍数 | 高亮显示倍数 | 3 |
| 标题 | 化合物名称 | 自动 |
完整工作流程示例
示例 1: 从 IUPAC 名称到结构图
# 1. 转换名称为 SMILES
python3 scripts/iupac_to_smiles.py --name "poly[oxy(1-methylethylene)]"
# 输出:
# {
# "polymer_smiles": "*OCC(C)*",
# "explanation": "连接基团：oxy | 单体 SMILES: CC(C)"
# }
# 2. 绘制结构图
python3 scripts/mol_2d_viewer.py --smiles "*OCC(C)*" --output ppo.png --title "PPO"
示例 2: 批量处理
# 创建输入文件
cat > polymers.txt << EOF
poly[oxyethylene]
poly[methyl methacrylate]
poly[styrene]
EOF
# 批量转换
python3 scripts/iupac_to_smiles.py --input polymers.txt --output polymers.json
# 提取 SMILES 并批量绘制
python3 scripts/mol_2d_viewer.py --smiles "*OCC*,*CC(C)(C(=O)OC)*,*CC(C1=CC=CC=C1)*" \
--output-dir ./polymers --format png
注意事项
- ✅ 聚合物自动识别 - 包含
* 的 SMILES 自动按聚合物渲染
- ✅ 名称转结构 - IUPAC 名称自动通过 OPSIN 转换
- ✅ 增强渲染 - 聚合物使用更大的字体和更粗的键
- ⚠️ 复杂聚合物可能渲染不完整 - RDKit 对某些复杂重复单元支持有限
- ⚠️ 需要网络连接 - IUPAC 名称转换需要 OPSIN API
- ⚠️ SVG 文件通常比 PNG 大
错误处理
| 错误 | 说明 | 解决方案 |
|---|
Invalid SMILES | SMILES 格式错误 | 检查语法，确保括号匹配 |
Cannot parse | 无法解析结构 | 简化 SMILES 或检查聚合物标记 |
Name not found | 名称无法识别 | OPSIN 无法识别，使用 SMILES 直接输入 |
与 iupac_to_smiles 技能配合使用
这两个技能可以完美配合：
- iupac_to_smiles: 将 IUPAC 名称（包括聚合物）转换为 SMILES
- mol_2d_viewer: 将 SMILES 转换为可视化的 2D 结构图
# 完整流程示例
# 1. 转换
python3 scripts/iupac_to_smiles.py -n "poly[oxy(1-methylethylene)]" -o result.json
# 2. 从结果提取 SMILES 并绘制
SMILES=$(cat result.json | jq -r '.results[0].polymer_smiles')
python3 scripts/mol_2d_viewer.py -s "$SMILES" -o structure.png
支持的聚合物类型
| 聚合物 | SMILES 示例 | 说明 |
|---|
| 聚乙烯 | *CC* | 最简单的碳链聚合物 |
| 聚环氧乙烷 | *OCC* | 含氧连接基团 |
| 聚环氧丙烷 | *OCC(C)* | 带侧链的聚醚 |
| 聚苯乙烯 | *CC(C1=CC=CC=C1)* | 含苯环侧链 |
| PMMA | *CC(C)(C(=O)OC)* | 聚甲基丙烯酸甲酯 |
