化學(xué)制圖中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

化學(xué)制圖中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題摘要就化學(xué)論文中結(jié)構(gòu)式的繪制出現(xiàn)的問(wèn)題，以ChemDraw7.0的使用為例，進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析說(shuō)明。關(guān)鍵詞化學(xué)結(jié)構(gòu)式ChemDraw在化學(xué)類(lèi)論文中常常會(huì)用結(jié)構(gòu)式表達(dá)一個(gè)化合物的結(jié)構(gòu)或一個(gè)反應(yīng)的過(guò)程，這些結(jié)構(gòu)式的繪制通常要使用專(zhuān)業(yè)的化學(xué)軟件，如ChemDraw，ChemWindow等等。很多作者雖然對(duì)這些化學(xué)軟件的使用方法有一定的了解，但由于使用不規(guī)范，導(dǎo)致圖形不美觀，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生歧義。有的作者在同一篇論文中繪制的結(jié)構(gòu)式有的使用ChemDrawdow作圖，而有的則使用ChemWindow作圖，這就給論文的后期修改帶來(lái)許多不便。比較常見(jiàn)的制圖問(wèn)題有：（1）結(jié)構(gòu)式中字符的大小、字體不統(tǒng)一；（2）圖形比例失調(diào)，如有的結(jié)構(gòu)式中同時(shí)存在大小不一，相差懸殊的苯環(huán)，影響整體美觀；（3）結(jié)構(gòu)式立體空間表達(dá)混亂，化學(xué)論文中的結(jié)構(gòu)式是代表一定空間結(jié)構(gòu)的，特別是在涉及立體化學(xué)問(wèn)題的表述和一些手性化合物的表達(dá)中顯得尤為重要，如實(shí)線的楔形鍵表示該化學(xué)鍵指向紙平面之外，而虛線的楔形鍵則表示化學(xué)鍵指向紙平面之內(nèi)；（4）化學(xué)鍵符號(hào)的使用混亂。在化學(xué)制圖中，不同類(lèi)型的化學(xué)鍵是有不同的表示方法的，如配位鍵通常使用單向箭頭表示，箭頭方向由供電子原子指向受電子原子，氫鍵則在發(fā)生相互作用的2個(gè)原子之間采用虛線表示它們之間的弱相互作用等等。以上這些問(wèn)題中前兩個(gè)是比較常見(jiàn)的，同時(shí)又是很容易解決的。首先，在使用ChemDraw軟件繪圖前時(shí)先進(jìn)行設(shè)置，具體操作是：打開(kāi)File菜單選擇“DocumentSettings“命令，然后根據(jù)需要對(duì)相關(guān)數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，就可以對(duì)所作圖形進(jìn)行規(guī)范，如統(tǒng)一字符字體的大小，統(tǒng)一化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角，甚至所繪線條的粗細(xì)等等。本文就化學(xué)類(lèi)論文中經(jīng)常遇到的有關(guān)結(jié)構(gòu)式繪制方面的問(wèn)題，以ChemDraw7.0的使用［1］為例，加以分析說(shuō)明并提出解決方法。［例1］下圖是超支化聚酰胺的結(jié)構(gòu)式：這個(gè)結(jié)構(gòu)式乍一看似乎沒(méi)有問(wèn)題，但一經(jīng)放大或縮小，就會(huì)發(fā)現(xiàn)圖中的字符和化學(xué)鍵已經(jīng)錯(cuò)位，幾個(gè)羰基的氧原子位置也都不正，而苯環(huán)上的化學(xué)鍵也有間斷。引起這些問(wèn)題的主要原因是由于結(jié)構(gòu)式在繪制中，化學(xué)鍵沒(méi)有真正地連接上，只是簡(jiǎn)單地像“火柴棍”一樣搭在一起，這樣當(dāng)整個(gè)圖被放大或縮小時(shí)，字符和化學(xué)鍵就會(huì)發(fā)生錯(cuò)位或重疊在一起，而簡(jiǎn)單搭在一起的化學(xué)鍵，則會(huì)按照作者作圖的先后順序，在空間上進(jìn)行排列，即后作的線條會(huì)壓在先作的線條之上，從而在視覺(jué)效果上看到苯環(huán)上的化學(xué)鍵是間斷的。同時(shí)，由于化學(xué)鍵同原子符號(hào)之間沒(méi)有真正鍵連上，在調(diào)整圖形大小比例時(shí)，就會(huì)發(fā)生原子與相關(guān)的化學(xué)鍵錯(cuò)位的現(xiàn)象。要解決這個(gè)問(wèn)題可借助ChemDraw的命令“Showchemicalwarning”。打開(kāi)View菜單選擇命令“Showchemicalwarning”，可將所繪化學(xué)結(jié)構(gòu)式中不符合化學(xué)常識(shí)規(guī)范的部位用紅色警識(shí)一一標(biāo)出，只要逐一對(duì)其進(jìn)行修改，修改正確后，紅色標(biāo)識(shí)就會(huì)自動(dòng)消失。使用這一功能可以比較方便地找出圖形中出現(xiàn)的問(wèn)題并進(jìn)行修改。［例2］下圖(a)是一個(gè)銅的配位化合物結(jié)構(gòu)圖，論文的內(nèi)容是為了研究配體空間位阻對(duì)催化劑活性的影響：在結(jié)構(gòu)式(a)中有3個(gè)用實(shí)心箭頭表示的配位鍵和2個(gè)楔形鍵。通常，實(shí)心的楔形鍵表示化學(xué)鍵N－C的空間位置指向平面之外，而虛線的楔形鍵表示化學(xué)鍵N－C的空間位置指向面內(nèi)。同時(shí)，我們注意到圖(a)中的配位鍵N2→Cu同結(jié)構(gòu)式中的一個(gè)C－C鍵在空間上相交，配位鍵N2→Cu在空間上相對(duì)于C－C鍵的位置是在平面之外。而這樣的結(jié)構(gòu)是不可能的，因?yàn)榛瘜W(xué)鍵由于鍵長(zhǎng)、鍵角的限制，是不能隨意地扭曲的。在一篇以配體空間位阻為研究?jī)?nèi)容的論文中出現(xiàn)這樣的問(wèn)題是很容易引起讀者困擾的。正確的空間構(gòu)型應(yīng)是圖(b)中的C－C鍵壓在配位鍵N2→Cu之上，表示在空間上C－C鍵相對(duì)于配位鍵N2→Cu的位置是在平面之外的。對(duì)化學(xué)鍵進(jìn)行重新調(diào)整，可借助Object菜單中的命令“Bringtofront”或“Sendtoback”。首先，用光標(biāo)點(diǎn)出需要調(diào)整位置的化學(xué)鍵，然后通過(guò)對(duì)菜單欄中的命令“Bringtofront”或“Sendtoback”的選項(xiàng)，將所選化學(xué)鍵的位置進(jìn)行前置或后置。使用這兩項(xiàng)功能可以方便地調(diào)整化學(xué)鍵之間的相對(duì)空間位置。［例3］這是從一篇有關(guān)苯并環(huán)丁烯類(lèi)化合物合成的論文中選出來(lái)的方程式：方程式中化合物的結(jié)構(gòu)式作得還是比較規(guī)范的，但也有作者沒(méi)有注意到的問(wèn)題——同一文中采用了2種不同形式的苯環(huán)。按照慣例，在文章中單獨(dú)使用任何一種苯環(huán)形式都是可以的，但在一篇論文中所采用的苯環(huán)結(jié)構(gòu)形式應(yīng)統(tǒng)一。［例4］下圖是以甲基丙烯酸為主鏈的側(cè)鏈帶N+的液晶單體示意圖：在這個(gè)示意圖中的液晶單體是一個(gè)離子化合物，它由帶正電荷的銨正離子和帶負(fù)電荷的苯磺酸根負(fù)離子組成。其中苯磺酸根負(fù)離子部分“-SO3－”表示負(fù)電荷標(biāo)在S原子上，而同苯環(huán)鍵連的是氧原子。這同基本的化學(xué)知識(shí)是不相符的。正確的表示方法應(yīng)如下圖中表示的：硫原子同苯環(huán)直接鍵連，負(fù)電荷標(biāo)在氧原子上。以上這些問(wèn)題大多是由于作者的粗心大意或?qū)瘜W(xué)軟件不熟悉才出現(xiàn)的，如果不注意對(duì)這類(lèi)問(wèn)題的檢查修正，容易產(chǎn)生歧義