Chemical File Converter

使用方法

对话框中使用

用户可以直接上传文件并要求转换：

把这个 xyz 文件转成 gjf 格式
将 molecule.mol 转换为 .sdf 格式
帮我生成 Gaussian 输入文件，用 B3LYP/6-31G* 方法
把 pdb 文件转成 xyz 坐标
批量转换这些文件为 .mol2 格式

命令行使用

# 基本转换
python3 scripts/convert_chemical.py input.xyz -o output.gjf

# 指定输出格式
python3 scripts/convert_chemical.py input.mol --format sdf

# 批量转换
python3 scripts/convert_chemical.py *.xyz --output-dir ./converted

# Gaussian 输入文件（指定方法和基组）
python3 scripts/convert_chemical.py input.xyz -o output.gjf \
  --method B3LYP --basis 6-31G* --charge 0 --multiplicity 1

# 使用 Open Babel（如果可用）
python3 scripts/convert_chemical.py input.pdb -o output.xyz --use-openbabel

参数说明

工作流程

1. 文件上传和识别

用户上传化学文件后，自动识别文件格式：

# 根据扩展名识别格式
.xyz → xyz
.gjf/.com → gaussian
.mol → mdl
.sdf → sdf
.pdb → pdb
.mol2 → mol2

2. 格式转换

根据目标格式选择合适的转换引擎：

3. Gaussian 输入文件生成

对于 .gjf 格式，可以自定义计算参数：

%chk=molecule.chk
%mem=4GB
%nproc=4
#p B3LYP/6-31G* opt freq

分子标题

电荷 多重度
原子坐标
...

输出示例

转换成功

$ python3 convert_chemical.py ethanol.xyz -o ethanol.gjf
✓ 已读取：ethanol.xyz (9 原子)
✓ 已生成：ethanol.gjf (Gaussian 输入，B3LYP/6-31G*)

批量转换

$ python3 convert_chemical.py *.mol --output-dir ./sdf_output
✓ 已转换：mol_1.mol → sdf_output/mol_1.sdf
✓ 已转换：mol_2.mol → sdf_output/mol_2.sdf
✓ 已转换：mol_3.mol → sdf_output/mol_3.sdf
完成：3/3 成功

Gaussian 文件定制

$ python3 convert_chemical.py input.xyz -o custom.gjf \
  --method wB97XD --basis def2TZVP --charge -1 --multiplicity 2 \
  --link0 "%mem=8GB,%nproc=8"
✓ 已生成：custom.gjf (wB97XD/def2TZVP, 阴离子，双重态)

依赖

必需依赖

pip install rdkit

可选依赖（推荐安装）

# Open Babel（支持更多格式）
conda install -c conda-forge openbabel
# 或
pip install openbabel-wheel

# ASE（原子模拟环境，支持更多量子化学格式）
pip install ase

检查安装

# 检查 RDKit
python3 -c "from rdkit import Chem; print('RDKit OK')"

# 检查 Open Babel
obabel -L formats | head -20

# 检查 ASE
python3 -c "import ase; print('ASE OK')"

文件格式详解

XYZ 格式

9
乙醇分子
C     0.000000     0.000000     0.000000
C     1.500000     0.000000     0.000000
O     2.000000     1.200000     0.000000
H    -0.300000    -1.000000     0.000000
...

Gaussian (GJF) 格式

%chk=molecule.chk
%mem=4GB
%nproc=4
#p B3LYP/6-31G* opt freq

乙醇优化和频率计算

0 1
C     0.000000     0.000000     0.000000
C     1.500000     0.000000     0.000000
O     2.000000     1.200000     0.000000
...

MDL Molfile 格式

  Mrv2014 01012021

  9  8  0  0  0  0            999 V2000
    0.0000    0.0000    0.0000 C   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
    1.5000    0.0000    0.0000 C   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
...
  1  2  1  0  0  0  0
  2  3  1  0  0  0  0
...
M  END

常见问题

Q: 转换后原子坐标变了？

A: 某些格式转换可能涉及坐标变换（如内坐标↔笛卡尔坐标）。使用 --use-openbabel 通常能保持坐标一致。

Q: Gaussian 文件无法运行？

A: 检查：

• Link0 命令格式（%mem, %nproc）
• 方法和基组名称是否正确
• 电荷和多重度是否合理
• 原子坐标格式（Gaussian 使用笛卡尔坐标）

Q: 批量转换时部分文件失败？

A: 检查失败文件的格式是否正确。某些文件可能包含不支持的原子类型或格式错误。

Q: 如何转换大分子（蛋白质）？

A: 对于 PDB 文件，建议使用 Open Babel 或 ASE：

obabel protein.pdb -o xyz -O protein.xyz

与其他化学技能配合

与 mol_2d_viewer 配合

# 1. 转换格式
python3 scripts/convert_chemical.py input.xyz -o output.mol

# 2. 生成 2D 结构图
python3 ../mol-2d-viewer/scripts/mol_2d_viewer.py --input output.mol --output structure.png

与 mol_3d_viewer 配合

# 1. 从 Gaussian 文件提取坐标
python3 scripts/convert_chemical.py input.gjf -o output.xyz

# 2. 生成 3D 可视化
python3 ../mol-3d-viewer/scripts/mol_3d_viewer.py --smiles "CCO" --output ethanol_3d

与 iupac_to_smiles 配合

# 1. 从文件提取 SMILES
python3 scripts/convert_chemical.py input.mol -o output.smiles

# 2. 转换名称为 SMILES
python3 ../iupac-to-smiles/scripts/iupac_to_smiles.py --name "ethanol" --output name_result.json

注意事项

• ✅ 自动检测引擎 - 优先使用 RDKit，失败时尝试 Open Babel
• ✅ 保持 3D 坐标 - 转换时保留原始 3D 几何结构
• ✅ Gaussian 定制 - 支持自定义方法、基组、电荷、多重度
• ✅ 批量转换 - 支持通配符和目录批量处理
• ⚠️ 格式限制 - 某些格式不支持 3D 坐标（如 SMILES）
• ⚠️ 大分子处理 - PDB 文件建议使用 Open Babel
• ⚠️ 键信息丢失 - XYZ→MOL 转换可能需要推断化学键

错误处理

技术实现

转换引擎选择

1. RDKit - 优先用于小分子有机化合物
2. Open Babel - 用于大分子、无机化合物、特殊格式
3. ASE - 用于量子化学格式（VASP, Quantum ESPRESSO 等）
4. 内置解析器 - 用于 Gaussian 输入文件生成

坐标处理

• XYZ 格式 - 直接读取/写入笛卡尔坐标
• MOL/SDF - 使用 RDKit 解析键级和立体化学
• PDB - 处理残基、链、异原子记录
• GJF - 解析 Link0 命令和路由部分

性能参考

输出文件位置

默认输出到输入文件同目录，或使用 --output-dir 指定：

python3 scripts/convert_chemical.py input.xyz -o ./output/converted.gjf

对于飞书兼容性，建议输出到白名单目录：

• ~/.openclaw/media/chemical-converter/
• ~/.openclaw/workspace/