ChemDraw 已成为科学交流中不可或缺的工具，改变了化学家们可视化、分享和解读化学信息的方式。从 20 世纪 80 年代从手绘草图和物理模型转变为精确的数字表示开始，ChemDraw 已经发展成为学术界和制药行业现代化学研究的重要基石。
在以下的博客中，我们讨论并庆祝其发布40周年，展示了这款软件如何促进化学领域的持续创新。
化学交流的数字化转型
早期的化学交流依赖于手绘图表，约翰·道尔顿引入了炼金术的标准符号。在20世纪的大部分时间里，教科书和研究都依赖于手绘的结构和反应机理，而球棍模型虽然有效地展示了化学键，但受限于固定的键角和键长。
计算机在20世纪70年代和80年代出现，但黑白显示屏和繁琐的工作流程使得准确可视化化学物质和数据变得困难。这些方法缺乏精确性和一致性，阻碍了化学领域的有效交流。此外，能够执行这些任务的计算机非常昂贵，只有少数专业实验室能够负担得起。
ChemDraw 于 1985 年的推出，受到苹果 Mac 计算机和 MacDraw 的启发，标志着一项突破，用数字平台取代了不够精确的手工方法，使化学可视化民主化和标准化。这对化学界的影响是立竿见影的：它通过消除了手工绘制化学结构的需求，节省了化学家的时间，同时提高了准确性、可重复性和协作效率。
正如许多那个时代的化学家——包括斯图尔特·L·施雷伯、德雷克·劳、贝萨尼·哈福德和大卫·埃文斯——在他们的个人叙述中所描述的，这一事件对化学产生了“深远”和“变革性”的影响。
几十年后，ChemDraw 不仅对专业研究至关重要，也用于培养下一代化学家。例如在 COVID-19 疫情期间，教育者利用这款软件创建了 Molecule Madness。这个虚拟的、游戏化的比赛吸引了学生的参与，强化了他们的绘图技能，并展示了化学交流的进步。
适应化学不断发展的复杂性
在过去的40年里，化学领域经历了显著的进步。
历史上，化学家仅限于绘制 2D 结构草图，而现代化学家现在拥抱合成化学中日益增加的分子复杂性。强大的新型光谱学能力——红外线、拉曼、X 射线和质谱——能够精确识别和实时分析分子。
自首次推出以来，ChemDraw 一直与化学领域的进步保持同步，从简单的绘图工具演变为支持数据可视化的功能套件，包括：
- 结构到名称和名称到结构： 这些功能简化了化学信息处理，通过与在线数据库、FDA 批准药物列表和内部数据源集成，确保化合物识别的准确性。
- 光谱模拟： 借助预测质谱的数据可视化工具和可直接与实验数据对比的¹H 和¹³C NMR，验证分子结构变得快速便捷。
- 3D 构象表示： 这些工具使化学家能够探索立体化学，优化分子几何形状，并生成可共享的 3D 模型，这在理解反应机制、支持药物发现和分子设计方面尤为有价值。
化学数字化与 ChemDraw 的扩展功能
今天的实验室越来越数字化和协作化，得益于最新版本：Signals ChemDraw，ChemDraw 已成为连接工具和云端工作流程的中心枢纽。
- 电子实验记录本 (ELNs): Signals ChemDraw 可以与 Signals Notebook 集成，以实现实验设计和记录的简化。
- 可搜索的结构库：Signals ChemDraw 可直接连接 CAS SciFinderTM、Elsevier Reaxys®和 PubChem 等数据库，以实现更快的搜索。
- 平台兼容性和数据可移植性：ChemDraw 确保与 Office 应用程序、建模工具和所有主要化学文件格式的跨平台兼容性，以实现无缝数据传输。
- 采购：Signals ChemDraw 与 ChemACX Explorer 插件集成，使用户能够链接到一个包含超过 5000 万种商业可用化学品的数据库。
- 危害与监管信息：Signals ChemDraw 可直接访问 PubChem 的实验室化学品安全摘要 (LCSS)，使用户能够快速检索 GHS 图标、危害说明和安全指南，以符合法规要求和管理风险。
- 云访问与共享：Signals ChemDraw 是一款基于云的服务软件 (SaaS) 产品，化学家可以安全地创建、共享和实时协作，并远程访问跨团队化学绘图。它还配备了 ChemDraw+，这是一款网络应用程序，允许用户使用简单的网络浏览器在任何设备上绘制分子和反应。
连接的化学信息学与人工智能
出乎意料的是，ChemDraw 推动了化学信息学的发展，化学信息学依赖于计算方法和标准化符号来分析化学数据。在 ChemDraw 出现之前，计算化学家主要使用连接表和基于坐标的表示方法，以文本文件格式定义分子结构，这些结构可被计算机解析。化学绘图程序的发明后，他们可以直接访问其他化学家绘制的结构，而无需重新编码其结构：这是一个在效率、准确性和访问大量数据方面的巨大飞跃。
时至今日，通过生成如 CDXML、MOL/SDF、SMILES 和 InChI 等机器可读格式，ChemDraw 确保了数据的一致性表示，便于高效搜索和存储，同时工具如 Structure Cleanup 和 Name-to-Structure 提高了可靠性。如今，随着化学信息学中预测和生成式 AI 的加速发展，ChemDraw 与 ChemScript 一起支持 AI 工作流的数据标准化，并提供预测工具和 3D 建模功能，使其成为计算化学和分析化学的核心平台。
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结论
数据采集展示以及数字和视觉沟通对于推动化学和整个科学的发展仍然至关重要，使研究人员能够在团队、学科之间甚至语言障碍中清晰地传达复杂的思想。ChemDraw 已成为化学领域更广泛数字化转型的核心部分，展示了该学科如何从手绘图形和物理模型转变为精确、数据丰富的数字表示。
像 Signals ChemDraw 这样的专业工具不仅简化了工作流程，还积极塑造知识创建、验证和传播的方式，通过与数据库、预测建模和协作平台的集成，弥合理论与实验之间的差距。随着化学继续拥抱人工智能、自动化和基于云的研究，像 ChemDraw 这样的工具将与科学实践共同进化，确保视觉表达既成为理解的基础，也成为未来创新的催化剂。