ChemOffice-軟件的操作與使用.ppt

1、第二章 化學編輯排版和分子模擬計算,第二章 化學編輯排版和分子模擬計算,第二部分 ChemOffice 軟件的使用,目錄,2. 1 簡 介 2. 2 ChemDraw的使用 2. 3 Chem3D的使用 2. 4 ChemFinder的使用,分子式和結構式是化學家的語言,化學辦公軟件,主要內容,第一部分：化學結構繪制軟件ChemWin 1. 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)ChemOffice 1. Chem Draw 2.Chem 3D 3.ChemFinder 第三部分：數(shù)學公式及長篇文章排版

2、1.Mathtype 2.長篇文章排版,2.1 簡介,美國劍橋(CambridgeSoft)公司()其最新版本ChemOffice Ultra 2010是目前世界上最優(yōu)秀、最重要和最權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構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為結構圖，省卻繪圖的麻煩； 也可以對已知結構的化合物命名，給出正確的化合 物名稱。,包含三大模塊,1. ChemDraw模塊化學結構繪圖 是世界上最受歡迎的化學結構繪圖軟件，是國際上論文期刊指定的

3、格式。 2. Chem3D模塊分子構型與仿真分析 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)據庫、儲存及搜索，也可以使用現(xiàn)成的化學數(shù)據庫。,2.2 ChemDraw的使用,2.2.1 概述 2.2.2 化學結構繪圖 2.2.3 ChemNMR-核磁譜的計算 2.2.4 ChemProp-分子物理化學性質計算和標準命名 2.2.5 原子軌道和分子軌道圖的制作,ChemDraw可在Win9X/Win2000/WinXP下運行。雙擊 ，程序打開后，

4、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，則分子結構式就會出現(xiàn)，使用十分方便 支持Windows剪貼板，所有結構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 構式，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,結構工具欄,主工具欄,

5、格式欄,繪圖區(qū),模板工具欄,菜單欄,狀態(tài)欄,主 界 面,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),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)、生物藝術模板 玻璃儀器模板 構象異構體模板 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 立構中心模板 超分子模板,垂直工具欄上的【模板】按

6、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,繪圖實例,繪制阿司匹林結構式,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構式； 執(zhí)行【Structure】/【Clean Up Structure】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】/【Save As】菜單命令，即可保存。,圖形的旋轉與縮放 檢查結構錯誤和整理結構式 根據化合物名稱得到結構式 根據結構得出化合物命名 預測核磁共振化學位移 分子結構估計性質 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【Str

7、ucture】/Check Structure】功能自動執(zhí)行,執(zhí)行【Structure】/【Convert Name to Structure】菜單命令 如aspirin、EDTA、morphine、2-acetoxybenzoic acid等,2.2.2 結構繪制功能,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,1. Fischer（費舍爾）

8、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CH和COH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Analysis Window功能可以提供一些當前結構的簡單信息,這根直線其實是五個單鍵連起來的,2. Haworth（霍沃思）投影式,下圖為-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、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90度（用鼠標或Objec

9、t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樱缓笫褂脝捂I工具欄建立其他化學鍵。,關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,3. Newman（紐曼）投影式,Newman投影式繪制相對比較簡單。,關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Send to Back和Bring to Front以改變

10、其層次關系。,4. 立體化學,下圖中的四個結構式是同一種物質,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的結構,第四個圖形是第三個圖形垂直旋轉180度的結果,為了出現(xiàn)Rotate180 Vertical，這個菜單項需要同時按住Alt鍵,2.2.3 ChemNMR-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1H NMR Shift或1C NMR Shift，相應給出分子各個H或C的位移。列表 給出詳細資料：,心血管藥物心得安（propranolol）,執(zhí)行【Stru

11、cture】/【Predict 1H-NMR-Shift】菜單命令,執(zhí)行【Structure】/【Predict 13C-NMR-Shift】菜單命令,分別執(zhí)行【View】/【Show Analysis Window】和【View】/【Show Chemical Properties Window】菜單命令,執(zhí)行【View】/【Show Period Table Window】菜單命令，并可以得到該元素的物理性質,執(zhí)行【View】/【Other Toolbars】/【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,2.2.4 C

12、hemProp 分子物理化學性質計算和標準命名,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、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,2. 3 Chem3D的使用,Chem3D是與ChemDraw配合使用的軟件，主要是為了打開三維結構，再使用各種量子化學軟件計算和預測該結構的各種性質。 它能很好地同ChemDraw一起協(xié)同工作，ChemDraw上畫出的二維結構式可以正確地自動轉換為三維結構，,Chem3D中-D-葡

13、萄糖的顯示效果圖,垂直工具欄,模型窗口,旋轉柄,旋轉柄,旋轉柄,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 使用子結構建立 使用模板建立,ChemDraw結構式與3D模型間的轉換,ChemDraw結構式轉換為3D模型 選中結構式，復制到3D窗口中，自動轉變成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模型轉換為平面結構式 選中3D模型，執(zhí)行【Edit】/【Copy As】/【ch

14、emDraw Structure】菜單命令，復制該模型粘貼到ChemDraw窗口中。,以乙烯為例，首先使用文本輸入工具輸入分子式CH 2CH 2，則會自動生成3D的乙烯分子，然后使用Analyze菜單的Extended Huckel Surfaces功能，再使用View菜單的Molecular Orbitals（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，根據參數(shù)的不同產生的軌道形狀不同，還可以選擇不同的表面顯示效果。,整理結構與簡單優(yōu)化,執(zhí)行【Edit】/【Select All】菜單命令，將模型全部選中； 執(zhí)行【Tools】/【Clean Up Structure】菜單

15、命令，整理結構 執(zhí)行【MM2】/【Minimize】菜單命令，彈出【Minimize Energy】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)。,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】/【Show Measurements】/【Show Bond Lengths】菜單命令,下圖

16、是選擇LUMO（N=7）的顯示效果,2. 4 ChemFinder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)據庫之一，他可以從本機或網上搜尋分子結構文件。,根據結構式檢索 根據分子式檢索 根據化學名稱檢索 根據相對分子量檢索 使用化學反應數(shù)據庫 查找免費網絡資源,2.4.2 根據結構式檢索,ChemFinder自帶多個數(shù)據庫，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)據庫，單擊“打開”按鈕,根據分子式檢索,輸入分子式

17、,輸入C5-6N2，按回車鍵,與輸入分子式相關的結構選項有7項，可單擊 按鈕逐項查看,單擊【Switch to Table】 按鈕，顯示窗口變成列表,根據化學名稱檢索,輸入*nico*，按回車鍵,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。,輸入“160-170”，按回車鍵,共找到14項相關信息，尼古丁和鄰苯二甲酸都在其中。,使用化學反應數(shù)據庫,執(zhí)行【File】/【Open】菜單命令，彈出【Open】對話框 查找到“ISICCsm”數(shù)據庫，單擊選中之，單擊“打開”按鈕出現(xiàn)主界面,打開化學反應數(shù)據庫“ISICCRSm”檢索化學反應,查找免費網絡資源,如果注意觀察，會發(fā)現(xiàn)ChemFinder菜單欄上有一個【Online】菜單，可以在線查找化學信息； 該網址提供了大量的化學信息，當然我們也可直接用IE瀏覽查找。,/chemistry/,檢索舉例：C6H6（苯）,1.輸入分子式,2.檢索出16個同分異構體,3.查