化学结构式生成器（键线式绘制）
按你写出的分子名称画出键线式、凯库勒式、结构简式和球棍模型，从咖啡因、阿司匹林到葡萄糖、布洛芬，用于有机化学作业、课件和期刊反应式。化学结构式生成器会按你的要求核对环、杂原子和双键。
化学结构式生成器的画法
化学结构式生成器的五种画法，各配一个不同的分子：布洛芬的键线式，苯和环己烷的凯库勒式，C4H10 两种同分异构体的结构简式，水、氨和甲烷的球棍模型，以及粉笔画的血清素。点击卡片即可载入它的提示词。
化学结构式示例
四个化学结构式示例，都是按卡片上的提示词实际生成的：咖啡因、阿司匹林、β-D-葡萄糖，以及乙醇的三种画法。点击卡片即可载入上方的化学结构式生成器。
如何使用化学结构式生成器
在化学结构式生成器里写出分子
可以写俗名（咖啡因）、IUPAC 名称（butan-2-ol，2-丁醇）、带提示的分子式（C3H6O，酮）或文字描述（苯环上 OH 和 NH2 处于对位）。再写明要标注什么：酯基、手性中心、环上原子。
选择画法
有机化学用键线式，需要显示每根键时用凯库勒式，写在一行文字里用结构简式，幻灯片用球棍模型，课堂讲解用黑板粉笔。写出几个分子或几种画法，化学结构式生成器会把它们画成并排的分图。
写明你预期的数目
写出环、杂原子和双键的数目：咖啡因就写“两个稠合环，四个 N，两个 O，四个双键”。化学结构式生成器在出图之前会按这些数字核对它的画法。
关于这个化学结构式生成器
- 一个化学结构式生成器，五种画法：键线式、凯库勒式、结构简式、球棍模型和黑板粉笔，可从风格菜单中选择，也可在请求中写明。
- 接受俗名、IUPAC 名称、带提示的分子式和普通文字描述；也可以附加一张结构式参考图，让排版与之一致。
- 每次请求都有数目核对：你写明的环数、环的大小、杂原子、双键和手性中心，化学结构式生成器都会在图中逐一核实。
- 一次请求中的多个分子或多种画法会画成带标签的分图，可直接用于讲义、幻灯片或反应式。
化学结构式生成器为同一个分子画出的四种结构式
乙醇 C2H6O 的四种画法。每种画的都是同一个分子，不同的只是写出了多少。按读者需要看到什么来选择；用每个分图下方的按钮，可以让化学结构式生成器把同一个分子换一种画法。
| 画法 | 写出了什么 | 氢原子 | 适用场合 |
|---|---|---|---|
| 键线式（骨架式） | 线段；只写杂原子 | 只写 O、N、S 上的氢 | 有机化学作业、反应式、期刊图 |
| 凯库勒式（完整结构式） | 每个原子符号和每根键 | 全部画出 | 高中及大学基础化学、数键、同分异构体题 |
| 结构简式 | 原子团写成文字 | 写在各原子团里 | 句子里的结构、实验报告、快速列出同分异构体 |
| 球棍模型 | 小球和短棍 | 全部画成小球 | 分子构型和键角、幻灯片、海报 |
| 路易斯结构式 | 原子、化学键和孤对电子点 | 全部画出 | 小分子和离子的价电子与形式电荷 |
孤对电子和形式电荷是前四种画法（以及化学结构式生成器）都不画的内容；最后一行链接的电子式工具会为小分子或离子用程序精确计数。
化学中的键线式是什么？
键线式（又称骨架式、线角式）是有机化学中表示分子的简写：化学键画成线段，每个拐点和每个线端都是一个碳原子而不写出，碳上的氢也省略，因为默认每个碳都连有四根键。 其他原子（O、N、S、卤素）都写出元素符号和它们自己的氢，所以乙醇就是一条以 OH 结尾、由两段线组成的折线。键线式一眼就能看出碳骨架、环、双键和官能团，所以教材、考试和期刊都这样画有机分子。
读懂异戊烯醇（3-methylbut-2-en-1-ol，C5H10O）的键线式
- 1每个拐点和每个自由线端都是一个碳。异戊烯醇有五个：折线上四个，支链上一个。
- 2碳上的氢是隐含的：连一根线的碳有三个 H，连两根线的有两个 H，连一根双线和一根单线的有一个 H。
- 3杂原子连同它的氢一起写出，如 OH、NH2、SH，线段在字母前稍稍断开。
- 4双键是在第一条线旁边再画一条较短的线；三键两侧相邻的原子保持在一条直线上。
- 5碳链以 120° 角呈锯齿状，环画成正多边形：六边形是六个碳，五边形是五个。
可以用化学结构式生成器画的分子
每月都有人按名称搜索的分子、它们的结构包含什么，以及一段写明了核对数目的化学结构式生成器提示词。
咖啡因化学结构式
C8H10N4O2
咖啡因是 1,3,7-三甲基黄嘌呤：一种嘌呤，即一个六元环与一个五元环稠合，含四个氮、两个 C=O，甲基位于 N1、N3 和 N7。如果甲基在 N9 上，就成了异咖啡因，是另一种化合物，所以向化学结构式生成器要带编号的版本时，请写明位置。
阿司匹林化学结构式
C9H8O4
乙酰水杨酸是一个苯环，相邻的两个碳上分别连着羧基和乙酰酯基，是邻位而不是对位。酯基水解得到水杨酸和乙酸，所以这两个结构通常并排画出；化学结构式生成器可以把这个反应画在一张图里。
多巴胺和肾上腺素化学结构式
C8H11NO2 · C9H13NO3
多巴胺是一种儿茶酚，即相邻两个碳上各有一个 OH 的苯环，4 号碳上连着 CH2CH2NH2 侧链。去甲肾上腺素在紧邻苯环的侧链碳上多一个 OH；肾上腺素再多一个 N-甲基。化学结构式生成器把三者排成一行，就能看出生物合成的顺序。
血清素化学结构式
C10H12N2O
血清素（5-羟色胺）以吲哚为骨架：一个苯环与一个含 NH 的五元环稠合。OH 在 C5 上，氨乙基侧链在 C3 上。褪黑素是同一骨架，C5 上换成 OCH3，氨基被乙酰化，所以化学结构式生成器可以把两者成对画出。
葡萄糖化学结构式
C6H12O6
葡萄糖有三种画法：开链式画成费歇尔投影式，醛基在 C1；环状画成哈沃斯投影式；或者画成椅式构象。在 β-D-吡喃葡萄糖的椅式构象中，每个 OH 都在平伏键上；α 和 β 只在 C1 处不同。告诉化学结构式生成器你要哪一种异头物。
蔗糖化学结构式
C12H22O11
蔗糖是葡萄糖和果糖通过一个氧原子相连：α-D-吡喃葡萄糖（六元环）的 C1 连到 β-D-呋喃果糖（五元环）的 C2。两个异头碳都参与了这个键，所以蔗糖是非还原糖。可以让化学结构式生成器标出这个糖苷键。
糖类化学结构式
(CH2O)n
单糖分为醛糖（葡萄糖，C=O 在 C1）和酮糖（果糖，C=O 在 C2）；果糖成环为五元的呋喃糖环。淀粉链是 α-1,4 连接的葡萄糖，纤维素是 β-1,4。向化学结构式生成器发一次请求，就能把一节课要讲的糖画在一张图上。
布洛芬化学结构式
C13H18O2
布洛芬是 2-(4-异丁基苯基)丙酸：一个对位取代的苯环和一个手性中心。药片是外消旋体；有活性的是 (S)-对映体，所以药理学图中常把两者都画出，化学结构式生成器按你写明的位置画楔形键。
对乙酰氨基酚化学结构式
C8H9NO2
对乙酰氨基酚（扑热息痛）是一个苯环，OH 和乙酰氨基 NHC(=O)CH3 处于对位：既是酚又是酰胺。化学结构式生成器画它时会标出这两个基团；本页下文的分子式部分会从键线式一步步数出它的分子式。
胆固醇、睾酮和雌激素化学结构式
C27H46O · C19H28O2 · C18H24O2
三者都是甾体，四个稠合环（三个六元环、一个五元环）依次标为 A 到 D。胆固醇有 3-OH、C5=C6 双键和一条八碳侧链；睾酮有 C3 酮基、C4=C5 和 17-OH；雌二醇（主要的雌激素）的 A 环是芳环，带一个酚羟基。把环的字母写给化学结构式生成器，它会把三者画在同一个母核上。
维生素 C 化学结构式
C6H8O6
L-抗坏血酸是一个五元内酯环，带一个 C=O、一个连着两个 OH 的 C2=C3 双键（正是这个烯二醇结构使它具有酸性和抗氧化性），以及一条 CH(OH)CH2OH 侧链。它在 C4 和 C5 有两个手性中心，需要时化学结构式生成器会用楔形键画出。
氨基酸和蛋白质化学结构式
H2N–CH(R)–COOH
每种氨基酸在同一个碳（α 碳）上连着氨基和羧基，另有侧链 R；pH 7 时它是两性离子，即 NH3+ 和 COO−。蛋白质是由肽键 C(=O)–NH 连起来的氨基酸链，所以化学结构式生成器画的两个残基的二肽就已经显出了重复单元。
ATP 和核酸化学结构式
C10H16N5O13P3
ATP 是一种核苷酸：碱基腺嘌呤（一种嘌呤，两个稠合环）通过 N9 连到核糖的 C1′，C5′ 上连着三个磷酸。DNA 和 RNA 是核苷酸通过 3′ 到 5′ 的磷酸二酯键连成的链；RNA 保留了 DNA 所没有的 2′-OH。需要时，化学结构式生成器会标出 α、β 和 γ 磷酸。
脂质化学结构式
甘油三酯
油脂是甘油三酯：甘油通过三个酯基与三个脂肪酸相连。饱和链是一条直的锯齿线；每个顺式双键都让它弯折一下，所以植物油是液态的。磷脂把其中一个脂肪酸换成了磷酸头部基团；写明链长和双键位置，化学结构式生成器就会画出每一处弯折。
乙烷、丙烷、丁烷、乙醇等小分子的键线式
每门有机化学课最先讲的分子，每个都画成键线式，并附结构简式和分子式。数线端和拐点就能得到碳原子数；化学结构式生成器可以把其中任何一个换一种画法，或和它的同分异构体画在一起。
乙烷
CH3CH3 · C2H6一段线：两端都是碳。丙烷
CH3CH2CH3 · C3H8两段线成 120°，绝不画成一条直线。丁烷
CH3(CH2)2CH3 · C4H10三段线；异丁烷是带支链的 Y 形。戊烷
CH3(CH2)3CH3 · C5H12四段线；C5H12 有三种同分异构体。己烷
CH3(CH2)4CH3 · C6H14五段线；首尾成环就变成环己烷。乙醇
CH3CH2OH · C2H6OOH 写出来，两个碳不写。2-丙醇（异丙醇）
(CH3)2CHOH · C3H8OOH 在中间的拐点上；在末端就是 1-丙醇。丙酮
CH3COCH3 · C3H6OC=O 在中间的碳上；在末端就是丙醛。乙酸
CH3COOH · C2H4O2同一个拐点上同时连着 =O 和 OH。乙酸乙酯
CH3COOCH2CH3 · C4H8O2酯基的 O 位于锯齿链中间。环己烷
(CH2)6 · C6H12一个六边形：六个碳，隐含十二个 H。苯
C6H6 · C6H6三个交替的双键，或者画一个圆。甲烷（CH4）没有自己的键线式：一个不与其他碳相连的单个碳直接写成 CH4；可以改向化学结构式生成器要它的正四面体球棍模型。
键线式怎么画
把结构简式或凯库勒式改写成键线式只需四步，化学结构式生成器遵循的也是这几条规则。下面以 2-丁醇 CH3CH(OH)CH2CH3 为例。
- 1
找出最长碳链
从左到右读结构简式：四个碳，OH 在第二个碳上。
- 2
把碳链排成锯齿状
每个碳一个拐点，夹角 120°，支链和取代基朝远离主链的方向伸出。
- 3
擦去 C 和碳上的 H
每个拐点和线端仍然是一个碳；它的氢按四根键的规则隐含。
- 4
写出杂原子、多重键和楔形键
OH、NH2 之类保留字母；双键加画第二条线；只有构型已知时才画楔形键。
想核对自己的答案，可以让化学结构式生成器把键线式和凯库勒式并排画出来。
怎样从结构式求出分子式
键线式省略了碳和氢，所以分子式要倒推着数出来。下面以对乙酰氨基酚（扑热息痛）为例。
- 1
数碳原子
每个拐点和每个未标注的线端都是一个碳：环上六个，加上 C=O 的碳和 CH3 末端，共 8 个。
- 2
让每个碳都有四根键
给每个碳补 H 直到四根键：两个有取代基的环碳和 C=O 的碳补 0 个，其余四个环碳各补 1 个，CH3 末端补 3 个。碳上共 7 个 H。
- 3
加上写出的氢
OH 和 NH 上的 H，共计 9 个 H。
- 4
数杂原子，按 Hill 规则写出
一个 N，两个 O。碳在前，氢其次，其余按字母顺序：C8H9NO2。
C8H9NO2，摩尔质量 151.16 g/mol
用不饱和度核对
不饱和度 = (2C + 2 + N − H − X) ÷ 2 = (16 + 2 + 1 − 9) ÷ 2 = 5：一个环加四个双键（环上三个，一个 C=O）。如果算出的数和图对不上，就是多了或少了一个氢。
只有请求中要求时，化学结构式生成器才会在结构式下方印出分子式。
键线式中的官能团
醇、醛、酮、羧酸、酯、醚、胺和烯烃的官能团在键线式中是什么样子，每种都画在一条短链上。每个按钮都会向化学结构式生成器发送一个带标注的版本。
醇 –OH
OH 连在只有单键的碳上。醛 –CHO
C=O 在链的末端，那个碳上有一个 H。酮 C=O
C=O 位于两个碳之间。羧酸 –COOH
=O 和 OH 连在同一个末端碳上。酯 –COO–
C=O 旁边紧挨着链中的一个 O。醚 –O–
O 位于两个碳之间的拐点上。胺 –NH2
链末端写出 N 及其 H。烯烃 C=C
锯齿链中间多画一条线。化学结构式生成器常见问题
化学结构式生成器能根据名称画出结构式吗？
能：化学结构式生成器接受俗名（咖啡因、阿司匹林）、IUPAC 名称（2-methylpropan-1-ol）、带提示的分子式（C3H6O，酮）或普通文字描述，并按你选的画法画出这个分子。 常见化合物只写名称就行。对于很长的 IUPAC 名称、不常见的化合物或 SMILES 字符串，请加上环数、杂原子和双键数，这样才能据此核对画出的结构。
化学结构式生成器怎样保证画出的结构在化学上正确？
化学结构式生成器把你的请求连同绘图规则（每个碳四根键、环的大小准确、取代基位于指定位置）和数目核对一起发出：你写明的每个环数、杂原子数或双键数都必须出现在图中。 它是 AI 绘图，不是化学信息学引擎，所以提交作业或发表之前，请对照分子式检查结果。哪里不对，就在后续消息里说明（“甲基在 N7 上，不在 N9 上”），结构会按更正重新画出。
这是 Surge 或 MOLGEN 那样的化学图生成器吗？
不是。Surge、MOLGEN 和 MAYGEN 这类化学图生成器是化学信息学程序，用于结构解析，会把一个分子式的所有同分异构体（常常数以百万计）枚举成连接表；这个化学结构式生成器则把你写出名称的分子画成一张图。 要列出一个分子式的全部同分异构体，请用那些程序。要为讲义画出 C6H14 的五种同分异构体，在这里写出它们的名称即可。
有机化学作业应该用哪种画法？
除非题目要求写出每个原子，否则用键线式。 需要数键时会要求凯库勒式，结构要放进一行文字时用结构简式。“把下列键线式写成结构简式”这类练习则是反过来的。让化学结构式生成器把两种画法并排画出，再和你的答案比较。
能用楔形键和虚楔形键画出立体化学吗？
能：写明构型，化学结构式生成器就会在那个手性中心画实楔形键（朝向你）和虚楔形键（远离你），例如 (S)-布洛芬或胆固醇的 3β-OH。 写出天然产物的名称时，按其标准构型画出；以外消旋体出售的药物不画楔形键，除非你要求画某一个对映体。
能生成三维分子结构吗？
球棍模型画法会把三维形状画成图片，采用 CPK 配色和真实键角（四面体碳为 109.5°），但化学结构式生成器返回的是图片，不是可以旋转的模型或坐标文件。 需要 .mol 或 .pdb 文件，请用 Avogadro 等建模软件，或该化合物 PubChem 页面上的三维构象。
能像分子绘图软件那样逐个原子编辑吗？
不能点选原子：你是向化学结构式生成器描述分子，而不是手绘它。 ChemDraw、MarvinSketch 和 Ketcher 这类分子绘图软件靠手动摆放原子并导出连接表。在这里，你在后续消息里说明要改什么，比如把 OH 换成 NH2、加一个楔形键、标出酯基，图就会按同样的风格重新画出。
怎样画硫酸钠这样的离子化合物？
要画离子，而不是键线式：硫酸钠 Na2SO4 由两个 Na+ 和一个硫酸根离子 SO4 2− 组成，硫酸根是一个硫连着四个氧，2− 电荷属于整个离子。 无水硫酸钠就是去掉十水合物 Na2SO4·10H2O 中十个结晶水的同一种化合物。在化学结构式生成器里写“sodium sulfate as two Na+ ions beside a tetrahedral SO4 2− ion, ball-and-stick”；要画硫酸根离子的电子式和形式电荷，请用能精确计数的电子式工具。
化学结构式生成器能印出分子式和名称吗？
能，但要你提出：只有请求中写明时，化学结构式生成器才会印出名称、分子式或官能团标签，并按你写的拼法印出。 没有要求时，图上只有结构式本身，期刊里的反应式需要的正是这样。
参考资料
- Graphical representation standards for chemical structure diagrams (IUPAC Recommendations 2008) — Pure and Applied Chemistry 80(2), 277–410
- Surge: a fast open-source chemical graph generator — Journal of Cheminformatics 14, 24 (2022)
- Caffeine（化合物概要） — PubChem, NCBI
- Acetaminophen（化合物概要） — PubChem, NCBI
