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：

1. iupac_to_smiles: 将 IUPAC 名称（包括聚合物）转换为 SMILES
2. 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