ChemOffice軟件的操作與使用

ChemOffice軟件的操作與使用第1頁/共64頁第二章化學編輯排版和分子模擬計算第2頁/共64頁第二部分ChemOffice軟件的使用

目錄2.1簡介

2.2ChemDraw的使用

2.3Chem3D的使用

2.4ChemFinder的使用分子式和結(jié)構(gòu)式是化學家的語言化學辦公軟件第3頁/共64頁主要內(nèi)容第一部分：化學結(jié)構(gòu)繪制軟件ChemWin1.ChemWin簡介2.鍵、環(huán)、箭頭箭頭工具3.編輯工具、原子標記、軌道、組合工具、菜單命令等第二部分：集成化學軟件桌面系統(tǒng)ChemOffice1.ChemDraw2.Chem3D3.ChemFinder第三部分：數(shù)學公式及長篇文章排版1.Mathtype2.長篇文章排版第4頁/共64頁2.1簡介美國劍橋(CambridgeSoft)公司()其最新版本ChemOfficeUltra2010是目前世界上最優(yōu)秀、最重要和最權(quán)威的桌面化學辦公應用軟件，集強大的應用功能于一身，為化學工作者提供了優(yōu)秀的化學輔助系統(tǒng)。它既可以輕松的繪出分子結(jié)構(gòu)圖和化學反應方程式、實驗室儀器裝置和化學工藝流程圖等，并應用到字處理軟件中；而且可以將化合物名稱直接轉(zhuǎn)為結(jié)構(gòu)圖，省卻繪圖的麻煩；也可以對已知結(jié)構(gòu)的化合物命名，給出正確的化合物名稱。第5頁/共64頁第6頁/共64頁第7頁/共64頁第8頁/共64頁第9頁/共64頁包含三大模塊1.ChemDraw模塊——化學結(jié)構(gòu)繪圖是世界上最受歡迎的化學結(jié)構(gòu)繪圖軟件，是國際上論文期刊指定的格式。2.

Chem3D模塊——分子構(gòu)型與仿真分析具有完整的界面及功能，提供工作站級的3D分子輪廓圖及分子軌道特性分析，并和數(shù)種量子化學軟件結(jié)合在一起。3.ChemFinder模塊——化學信息搜尋整合系統(tǒng)智能型的快速化學搜索引擎?？梢越⒒瘜W數(shù)據(jù)庫、儲存及搜索，也可以使用現(xiàn)成的化學數(shù)據(jù)庫。第10頁/共64頁2.2ChemDraw的使用2.2.1概述2.2.2化學結(jié)構(gòu)繪圖2.2.3ChemNMR-核磁譜的計算2.2.4ChemProp-分子物理化學性質(zhì)計算和標準命名2.2.5原子軌道和分子軌道圖的制作第11頁/共64頁ChemDraw可在Win9X/Win2000/WinXP下運行。雙擊，程序打開后，窗口主界面與一般Windows軟件相似，依次為菜單欄、工具欄和文檔區(qū)以及狀態(tài)欄，工具欄提供了很多常用的化學分子及化學鍵。使用時只用鼠標點一下工具欄中所需工具，移動鼠標到編輯區(qū)后，鼠標指針變?yōu)椤?”，再在文檔區(qū)的合適位置點擊鼠標，則分子結(jié)構(gòu)式就會出現(xiàn)，使用十分方便支持Windows剪貼板，所有結(jié)構(gòu)式可以方便地剪貼到Word文檔中，而當要修改時，只需在Word文檔中雙擊結(jié)構(gòu)式，即可打開ChemDraw進行修改。2.2.1概述ChemDraw奉行的理念是：化學家能懂的，ChemDraw也應該能懂ChemDraw是ChemOffice中使用最為頻繁的組件第12頁/共64頁結(jié)構(gòu)工具欄主工具欄格式欄繪圖區(qū)模板工具欄菜單欄狀態(tài)欄主界面第13頁/共64頁14套索實鍵雙鍵虛鍵切割鍵切割楔鍵黑體鍵黑體楔鍵空心楔鍵波浪鍵表格長鏈環(huán)丙烷環(huán)環(huán)戊烷環(huán)環(huán)庚烷環(huán)環(huán)己烷椅式環(huán)戊二烯環(huán)蓬罩橡皮文本筆箭頭軌道繪圖元素基元化學符號弧形原子反應模板環(huán)丁烷環(huán)環(huán)己烷環(huán)環(huán)辛烷環(huán)環(huán)己烷椅式苯環(huán)第14頁/共64頁第15頁/共64頁模板箭頭、軌道、繪圖元素、括弧、化學符號、詢問工具模板氨基酸模板芳香族、雙環(huán)、生物藝術(shù)模板玻璃儀器模板構(gòu)象異構(gòu)體模板環(huán)戊二烯、環(huán)烷模板DNA、RNA模板官能團模板己糖模板苯環(huán)模板多面體模板立構(gòu)中心模板超分子模板垂直工具欄上的【模板】按鈕包含了常用的和重要的模板如多種較復雜的分子種類和玻璃儀器模板第16頁/共64頁繪圖實例繪制阿司匹林結(jié)構(gòu)式利用模板按左圖繪制出簡式；單擊選取框按鈕，選中畫好的阿司匹林結(jié)構(gòu)式；執(zhí)行【Structure】/【CleanUpStructure】菜單命令，整理圖形到最佳狀態(tài)。圖形存盤

ChemDraw文件的擴展名為“cdx”，執(zhí)行【File】/【SaveAs】菜單命令，即可保存。第17頁/共64頁圖形的旋轉(zhuǎn)與縮放檢查結(jié)構(gòu)錯誤和整理結(jié)構(gòu)式根據(jù)化合物名稱得到結(jié)構(gòu)式根據(jù)結(jié)構(gòu)得出化合物命名預測核磁共振化學位移分子結(jié)構(gòu)估計性質(zhì)元素周期表符號、字體和顏色快捷菜單和快捷鍵繪制化學反應式繪制實驗裝置執(zhí)行【Structure】/CheckStructure】功能自動執(zhí)行執(zhí)行【Structure】/【ConvertNametoStructure】菜單命令如aspirin、EDTA、morphine、2-acetoxybenzoicacid等第18頁/共64頁2.2.2結(jié)構(gòu)繪制功能1.簡單的無機反應式和有機分子式ChemDraw中可以一次性輸入反應式文本，在應用“Formula”進行優(yōu)化，其Formula格式化的智能程度較其他軟件有所增強。2.Fischer（費舍爾）投影式3.Haworth（霍沃思）投影式4.Newman（紐曼）投影式5.立體化學第19頁/共64頁1.Fischer（費舍爾）投影式文本工具單鍵工具下圖為葡萄糖分子的Fischer投影式首先使用單鍵繪制工具建立主碳鏈接，重點是要確保下一個單鍵緊接在上一個單鍵的下面（鼠標會提示）。完成后仍然使用單鍵繪制工具建立其他C—H和C—OH鍵，也要保證每個鍵之間的鏈接點，最后使用文本輸入工具輸入文字，View菜單的AnalysisWindow功能可以提供一些當前結(jié)構(gòu)的簡單信息這根直線其實是五個單鍵連起來的第20頁/共64頁2.Haworth（霍沃思）投影式下圖為α-D-葡萄糖的Haworth投影式繪制這個圖形使用單鍵、文本、楔鍵等工具和對象的旋轉(zhuǎn)、縮放等操作首先建立一個六元環(huán)（環(huán)己烷），選中六元環(huán)并旋轉(zhuǎn)90度（用鼠標或Object菜單的Rotate命令），用文本輸入工具把六元環(huán)中的一個碳原子變?yōu)檠踉?，然后使用單鍵工具欄建立其他化學鍵。關(guān)鍵在于第五個碳原子的向下方向的鍵，為了避免與其他鍵交叉需要按住Alt鍵再繪制。接著選中整個圖形，按住Shift鍵進行縮放（不對稱縮放），把高度縮小至50%，用文本輸入工具輸入相應的基團，再用楔鍵工具修改即可使用單鍵工具按住Alt鍵繪制，適當減少長度以免與下面的鍵接觸第21頁/共64頁3.Newman（紐曼）投影式Newman投影式繪制相對比較簡單。關(guān)鍵在于化學鍵的疊放順序（圖層相互覆蓋的問題），方法是選中一部分對象，按鼠標右鍵選擇SendtoBack和BringtoFront以改變其層次關(guān)系。第22頁/共64頁4.立體化學下圖中的四個結(jié)構(gòu)式是同一種物質(zhì)第二個圖形是使用Object菜單的ShowStereochemistry命令建立的第三個圖形是第二個圖形水平反轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)第四個圖形是第三個圖形垂直旋轉(zhuǎn)180度的結(jié)果為了出現(xiàn)Rotate180Vertical，這個菜單項需要同時按住Alt鍵第23頁/共64頁2.2.3ChemNMR-核磁譜的計算ChemDraw提供了核磁位移的估計計算，可以在選定分子后在Estimate菜單選擇1HNMRShift或1CNMRShift，相應給出分子各個H或C的位移。列表給出詳細資料：第24頁/共64頁第25頁/共64頁心血管藥物心得安（propranolol）執(zhí)行【Structure】/【Predict1H-NMR-Shift】菜單命令執(zhí)行【Structure】/【Predict13C-NMR-Shift】菜單命令第26頁/共64頁分別執(zhí)行【View】/【ShowAnalysisWindow】和【View】/【ShowChemicalPropertiesWindow】菜單命令第27頁/共64頁執(zhí)行【View】/【ShowPeriodTableWindow】菜單命令，并可以得到該元素的物理性質(zhì)第28頁/共64頁執(zhí)行【View】/【OtherToolbars】/【Clipware，Part1或Part2】菜單命令繪制實驗裝置圖可以用磨口玻璃儀器接插件迅速搭建化學反應裝置第29頁/共64頁2.2.4ChemProp——分子物理化學性質(zhì)計算和標準命名第30頁/共64頁ChemDraw繪制軌道的方法是使用軌道繪制工具箱，這個工具箱能夠繪制s軌道、σ軌道、單瓣軌道、p軌道、雜化軌道、d軌道和dz2軌道。每種軌道都包括有三種填充類型：背景色、陰影和純色，具體的顏色則可以自己設(shè)置。下圖是一個例子：7.2.5原子軌道圖與分子軌道圖的制作第31頁/共64頁2.3Chem3D的使用Chem3D是與ChemDraw配合使用的軟件，主要是為了打開三維結(jié)構(gòu)，再使用各種量子化學軟件計算和預測該結(jié)構(gòu)的各種性質(zhì)。它能很好地同ChemDraw一起協(xié)同工作，ChemDraw上畫出的二維結(jié)構(gòu)式可以正確地自動轉(zhuǎn)換為三維結(jié)構(gòu)，第32頁/共64頁Chem3D中α-D-葡萄糖的顯示效果圖垂直工具欄模型窗口旋轉(zhuǎn)柄旋轉(zhuǎn)柄旋轉(zhuǎn)柄第33頁/共64頁線狀模型棒狀模型球棍模型圓柱鍵模型比例模型建立3D模型的方法利用鍵工具建立利用文本工具建立使用子結(jié)構(gòu)建立使用模板建立第34頁/共64頁ChemDraw結(jié)構(gòu)式與3D模型間的轉(zhuǎn)換

ChemDraw結(jié)構(gòu)式轉(zhuǎn)換為3D模型選中結(jié)構(gòu)式，復制到3D窗口中，自動轉(zhuǎn)變成3D模型。直接打開ChemDraw文件在3D窗口中執(zhí)行【File】/【Open】菜單命令，在【文件類型】窗口中選中“ChemDraw（*.cdx,*chm）”類型，單擊“打開”按鈕打開文件。3D模型轉(zhuǎn)換為平面結(jié)構(gòu)式選中3D模型，執(zhí)行【Edit】/【CopyAs】/【chemDrawStructure】菜單命令，復制該模型粘貼到ChemDraw窗口中。第35頁/共64頁以乙烯為例，首先使用文本輸入工具輸入分子式CH2CH2，則會自動生成3D的乙烯分子，然后使用Analyze菜單的ExtendedHuckelSurfaces功能，再使用View菜單的MolecularOrbitals（顯示各種分子軌道），出現(xiàn)對話框后可以選擇顯示HOMO還是LUMO，根據(jù)參數(shù)的不同產(chǎn)生的軌道形狀不同，還可以選擇不同的表面顯示效果。第36頁/共64頁整理結(jié)構(gòu)與簡單優(yōu)化執(zhí)行【Edit】/【SelectAll】菜單命令，將模型全部選中；執(zhí)行【Tools】/【CleanUpStructure】菜單命令，整理結(jié)構(gòu)執(zhí)行【MM2】/【Minimize】菜單命令，彈出【MinimizeEnergy】對話框。單擊RUN按鈕開始對模型進行優(yōu)化，最終給出能量最低狀態(tài)。第37頁/共64頁顯示3D模型信息將鼠標移動至3D模型的原子上，會彈出一個窗口顯示該原子的相關(guān)信息；將鼠標移動至3D模型的化學鍵上，會彈出一個窗口顯示該化學鍵的相關(guān)信息，包括鍵長、鍵級等。按住【Shift】鍵不動，用鼠標順序選中連續(xù)的3個原子，然后將鼠標停留在任一個原子上，即可顯示這3個原子形成的鍵角；要顯示更詳細的信息，可執(zhí)行【Analyze】/【ShowMeasurements】/【ShowBondLengths】菜單命令第38頁/共64頁第39頁/共64頁第40頁/共64頁下圖是選擇LUMO（N=7）的顯示效果第41頁/共64頁第42頁/共64頁2.4ChemFinder的使用2.4.1概述

ChemFinder是一個智能型的快速化學搜尋引擎，所提供的ChemInfo是目前世界上最豐富的數(shù)據(jù)庫之一，他可以從本機或網(wǎng)上搜尋分子結(jié)構(gòu)文件。

根據(jù)結(jié)構(gòu)式檢索根據(jù)分子式檢索根據(jù)化學名稱檢索根據(jù)相對分子量檢索使用化學反應數(shù)據(jù)庫查找免費網(wǎng)絡(luò)資源第43頁/共64頁2.4.2根據(jù)結(jié)構(gòu)式檢索ChemFinder自帶多個數(shù)據(jù)庫，其擴展名為“sfw”

啟動ChemFinder打開對話框，其中包括3個選項卡，單擊【Existing】選項卡單擊選中“CS_DEMO”數(shù)據(jù)庫，單擊“打開”按鈕第44頁/共64頁第45頁/共64頁第46頁/共64頁根據(jù)分子式檢索輸入分子式第47頁/共64頁輸入C5-6N2，按回車鍵與輸入分子式相關(guān)的結(jié)構(gòu)選項有7項，可單擊按鈕逐項查看第48頁/共64頁單擊【SwitchtoTable】按鈕，顯示窗口變成列表第49頁/共64頁根據(jù)化學名稱檢索輸入*nico*，按回車鍵第50頁/共64頁單擊按鈕逐項查看，可顯示大名鼎鼎的尼古丁分子，其貌不揚但危害巨大。第51頁/共64頁輸入“160-170”，按回車鍵共找到14項相關(guān)信息，尼古丁和鄰苯二甲酸都在其中。第52頁/共64頁使用化學反應數(shù)據(jù)庫執(zhí)行【File】/【Open】菜單命令，彈出【Open】對話框查找到“ISICCsm”數(shù)據(jù)庫