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化学構造式をInChI表記やInChI Keyに変換する4つの方法

InChI表記に変換する方法 化学とAI

通常、化合物は複数の名前の付け方ができます。例えば「CH3COOH」は、慣用名の酢酸(Acetic acid)と系統名のエタン酸 (Ethanoic acid)のどちらの表現も正しいです。ただ、化合物のデータベースを作る際は化合物と名前が1対1で対応している方が便利です。InChI表記は、化合物と1対1で対応した線形表記法のひとつです。

自分で化学構造式をInChI表記に変換するのはかなり大変です。そこで、ChemDrawMarvin Sketchといった構造式描画ソフトや、ChemSpiderPubChemといったサイトを使って簡単に化学構造式をInChI表記やInChI Keyに変換する方法を紹介します。

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InChIとInChI Keyとは?

InChI

InChI(International Chemical Identifier)はIUPACとInC​​hI Trustによって開発されました。InChIは原子とその結合結合性、互変異性体情報、同位体情報、立体化学、電荷などの情報レイヤーの観点から化学物質を記述した、線形表記法のひとつです。線形表記法としては、InChI表記のほかにSMILES表記やSMARTS表記があります。

InChI表記は、ひとつの化合物に対して常に同じテキスト表記になります。ひとつの化合物に対して常に同じテキスト表記になる表記法としてはcanonical SMILESやCAS番号もあります。しかし、canonical SMILESは生成アルゴリズムが商用のため自由に使用できません。CAS番号は、CASが管理して化合物ごとに番号を割り当てており、割り当てられるまでは新規化合物にCAS番号はつきません。そのため、自由に使用できて、かつ化学構造式から生成できる表記法を目標にInChIが開発されました。

InChIは、(学習・練習すれば)人間が理解でき化合物と1対1で対応した表記法のため、ChemSpiderやPubChemなど多くの化合物データベースに採用されています。

InChI Key

InChI Keyは、InChI表記を特定のアルゴリズムによって正規化(冗長な情報の除去)、標準化(各原子に固有の番号を生成)、整列化(特徴の文字列を付与)の3段階の過程を経て変換したもので、25文字+ハイフン2個の計27文字の文字列で表現されます。

InChI Keyは、InChI表記と異なり、ごくまれに異なる分子から同じInChI Keyが生成されることがあります。

なぜInChI表記やInChI Keyが必要なのか?

化学構造式は、人間には理解しやすい表現方法ですが、機械には理解しにくい(取り扱いにくい)です。そこで、機械が理解できる(取り扱える)ように化学構造式を文字列に変換したのがInChI表記です。InChI表記は化合物データベースを作る時に役立ちます。

また、先に述べた通り、自由に使用できて、かつ化学構造式から生成できる表記法としてInChI表記は有用です。

InChI表記は様々な化合物データベースに使用されています。例えば、化合物の安定性や物性データベース、企業での在庫管理、各国への化学物質登録、特許データベースなどです。

また、InChIは機械学習の分子記述子としても活用されています。(出典:InChI TRUST

InChI表記やInChI Keyの取得方法

いくつか方法がありますが、ChemDrawMarvin Sketchといった構造式描画ソフトや、ChemSpiderPubChemといったサイトを利用する方法を紹介します。Marvin Sketchは非商用の場合は無料で使用することができる構造式描画ソフトです。

ChemDrawを使って化学構造式をInChI表記やInChI Keyに変換する方法

  1. ChemDrawを使ってInChI(またはInChI key)に変換したい化学構造式を作成します
  2. 化学構造式を選択し、Edit → Copy As → InChI(またはInChI key) をクリックします。
  3. 望みの場所に貼り付け(ペースト)するとInChI(またはInChI key)のテキストを取得できます。
ChemDrawを使って化学構造式をSMILES表記に変換する方法

Marvin Sketchを使って化学構造式をInChI表記やInChI Keyに変換する方法

  1. Marvin Sketchを使ってInChI(またはInChI key)に変換したい化学構造式を作成します
  2. 化学構造式を選択し、Edit → Copy As をクリックします。
  3. その後出てくるウィンドウを下にスクロールすると、InChI(またはInChI key)を選択できます。
  4. 望みの場所に貼り付け(ペースト)するとInChI(またはInChI key)のテキストを取得できます。
MarvinSketchを使って化学構造式をSMILES表記に変換する方法
MarvinSketchを使って化学構造式をInChI表記に変換する方法

ChemSpiderを使って化学構造式をInChI表記やInChI Keyに変換する方法

  1. ChemSpiderのページにアクセスします。
  2. InChI(またはInChI key)に変換したい化合物を検索します。
  3. 「More details」の中にInChI(またはInChI key)が記載されています。
ChemSpiderを使って化学構造式をSMILES表記に変換する方法

PubChemを使って化学構造式をInChI表記やInChI Keyに変換する方法

  1. PubChemのページにアクセスします。
  2. InChI(またはInChI key)に変換したい化合物を検索します。
  3. 検索結果の中にInChI(またはInChI key)が記載されています。
PubChemを使って化学構造式をSMILES表記に変換する方法

InChI表記のルール

InChI表記は複雑なのでこの記事では説明しませんが、こちらのサイトが参考になります。(出典:Wikipedia

まとめ

ChemDrawMarvin Sketchといった構造式描画ソフトや、ChemSpiderPubChemといったサイトを使って簡単に化学構造式をInChI表記やInChI Keyに変換する方法を説明しました。

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