Table des matières

OpenBabel et Jmol

OpenBabel

OpenBabel est un ensemble de programme permettant de manipuler et convertir les fichiers de description de molécules dans différents formats.

Pour utiliser OpenBabel en python, il faut installer au préalable ces outils. Sous Linux (Debian, Ubuntu,…), installer les paquets openbabel et python-openbabel. Sous Windows, voir cette page, et celle-ci (lien avec python).

Jmol

Jmol est un logiciel libre de visualisation de structures chimiques en 3D, écrit en Java et donc multi-plateformes (Windows, Mac OS X, Linux,…).

C'est un programme idéal pour visualiser des molécules dont les fichiers de description ont été obtenus par OpenBabel (ou d'autres logiciels de chimie).

Exemple de programme Python

generate_alcohols-01.py
#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# génération à partir du code smile d'alcools ddes caractéristiques 3D
# et de fichiers .pdb lisible par Jmol
# références : 
# http://openbabel.org/wiki/Python
# http://openbabel.org/docs/current/UseTheLibrary/PythonDoc.html#using-iterators
# http://pythonchem.blogspot.be/2012/08/fun-and-little-disappointment-with.html
# https://gist.github.com/cstein/3294891
# http://nullege.com/codes/search/openbabel
 
import openbabel
 
def OBMolMinimize(mol):
    """Minimize a molecule
    """
    ff = openbabel.OBForceField.FindForceField("MMFF94")
    ff.Setup(mol)
    ff.ConjugateGradients(100, 1.0e-5)
    ff.GetCoordinates(mol)
    return mol
 
def OBStructureFromSmiles(smilesstring, filename=None):
    mol = openbabel.OBMol()
    obConversion = openbabel.OBConversion()
    obConversion.SetInAndOutFormats("smi", "pdb")
    obConversion.ReadString(mol, smilesstring)
    mol.AddHydrogens()
    builder = openbabel.OBBuilder()
    builder.Build(mol)
    mol = OBMolMinimize(mol)
    if filename is None: return mol
    # save structures in subfolder molecules
    obConversion.WriteFile(mol, "molecules/%s.pdb" % filename)
 
def getAlcohols():
    molecules = dict()
    molecules['methanol'] = 'CO'
    molecules['ethanol'] = 'CCO'
    molecules['1-propanol'] = 'CCCO'
    molecules['isopropanol'] = 'CC(O)C'
    molecules['n-butanol'] = 'CCCCO'
    molecules['butan-2-ol'] = 'CC(O)CC'
    molecules['isobutanol'] = 'CC(C)CO'
    molecules['tert-butanol'] = 'CC(C)(C)O'
    molecules['1-Pentanol'] = 'CCCCCO'
    return molecules
 
if __name__ == '__main__':
 
    etab = openbabel.OBElementTable()
    dico = getAlcohols()
    for elem in dico:
        OBStructureFromSmiles(dico[elem], elem)
 
    # Determine the charge of a molecule
    for file_in in dico:
        obConversion = openbabel.OBConversion()
        obConversion.SetInFormat("pdb")
        mol = openbabel.OBMol()
        obConversion.ReadFile(mol, "molecules/%s.pdb" % file_in)
        # get the charges of the atoms
        charge_model = openbabel.OBChargeModel.FindType("MMFF94")
        charge_model.ComputeCharges(mol)
        partial_charges = charge_model.GetPartialCharges()
        print file_in, '- Formula = ', mol.GetFormula()
        print 'mol wt = ', mol.GetMolWt(), '-  Numb atoms = ', mol.NumAtoms(), '-  Numb bonds = ', mol.NumBonds()
        for atom in openbabel.OBMolAtomIter(mol):
            z=atom.GetAtomicNum()
            v3=atom.GetVector()
            print atom.GetAtomicMass(), z, etab.GetSymbol(z), 'x=',v3.GetX(), 'y=',v3.GetY(), 'z=',v3.GetZ()
        print 'partial charges = ', partial_charges
        print 'total charge = ', "%i" % int(sum(partial_charges))
        print '********'

Pour le méthanol, ce programme sort ces informations : 

methanol - Formula =  CH4O
mol wt =  32.04186 -  Numb atoms =  6 -  Numb bonds =  5
12.0107 6 C x= 0.956 y= -0.086 z= -0.056
15.9994 8 O x= 0.488 y= -1.374 z= 0.299
1.00794 1 H x= 0.587 y= 0.64 z= 0.672
1.00794 1 H x= 0.584 y= 0.177 z= -1.05
1.00794 1 H x= 2.049 y= -0.08 z= -0.052
1.00794 1 H x= 0.831 y= -1.996 z= -0.365
partial charges =  (0.28, -0.68, 0.0, 0.0, 0.0, 0.4)
total charge =  0

References