ChemDraw軟件在化學(xué)方面應(yīng)用及有關(guān)繪制技巧

摘 要：ChemDraw軟件及其相關(guān)功能一直備受國內(nèi)外化學(xué)專業(yè)人士的青睞，本文主要通過對ChemDraw模塊功能進(jìn)行剖析，總結(jié)了ChemDraw在化學(xué)式、有機(jī)化學(xué)分子表達(dá)和化學(xué)圖案制作等內(nèi)容上的應(yīng)用，旨在進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)之余分享一些可控參考的ChemDraw軟件應(yīng)用技巧。

關(guān)鍵詞：ChemDraw；化學(xué)應(yīng)用；繪制；技巧

ChemDraw軟件是目前國內(nèi)外最流行、最受歡迎的化學(xué)繪圖軟件。它是美國CambridgeSoft公司開發(fā)的ChemOffice系列軟件中最重要的一員。由于它內(nèi)嵌了許多國際權(quán)威期刊的文件格式，近幾年來成為了化學(xué)界出版物、稿件、報告、CAI軟件等領(lǐng)域繪制結(jié)構(gòu)圖的標(biāo)準(zhǔn)。對于廣大化工化學(xué)方向的專業(yè)學(xué)生來說，熟悉ChemDraw軟件的應(yīng)用是從事專業(yè)崗位的必修課。

一、ChemDraw軟件基本組件和模塊功能簡析

ChemDraw軟件一共有五個組件，功能涵蓋從平面結(jié)構(gòu)到立體圖形，從結(jié)構(gòu)圖形到結(jié)構(gòu)信息，從靜態(tài)研究到動態(tài)演示，是當(dāng)之無愧的化學(xué)繪圖全能軟件。其中五個組件分別是：ChemBioOffice、ChemBioDraw、ChemDrawStd、ChemDrawPro和ChemBio3D，用戶可以通過ChemBioOffice采集、存儲、檢索和共享化合物的各種信息，有助于深入了解化學(xué)結(jié)構(gòu)性質(zhì)，通過ChemBioDraw繪制化學(xué)結(jié)構(gòu)、反應(yīng)式并進(jìn)入數(shù)據(jù)庫查詢化學(xué)結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息，通過ChemDrawStd預(yù)測化合物屬性以及光譜數(shù)據(jù)，從而在節(jié)省繪制時間的同時提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，通過ChemDrawPro繪制裝置圖，在Clipware模板庫中有大量的儀器設(shè)備圖形，點擊即可應(yīng)用，然后通過ChemBio3D進(jìn)行3D建模，豐富可視化功能，動態(tài)演示功能讓用戶易于接受。

總體而言，ChemDraw軟件功能十分強(qiáng)大，其基礎(chǔ)功能是可以編輯、繪制與化學(xué)有關(guān)的一切結(jié)構(gòu)圖形，如建立和編輯各類分子式、方程式、結(jié)構(gòu)式、立體圖形、對稱圖形、軌道等，并能對所繪制圖形進(jìn)行編輯、翻轉(zhuǎn)、縮放、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、存儲、粘貼等多種操作。高級功能包括：新增生成分子模型、建立和管理化學(xué)信息庫以及光譜化學(xué)工具等功能。

二、有關(guān)ChemDraw軟件繪制分子結(jié)構(gòu)式和化學(xué)反應(yīng)式的技巧總結(jié)

ChemDraw存貯了大量的分子結(jié)構(gòu)圖形，有些化合物可以直接輸入化合物的俗名即可獲得其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。如繪制殺鼠靈（warfarin）和色氨酸（tryptophan）的分子結(jié)構(gòu)時，只需在ChemDraw的繪圖區(qū)域中輸入warfarin和tryptophan，然后在structure菜單中選擇convert name to structure（根據(jù)命名創(chuàng)建結(jié)構(gòu)），即得該化合物的結(jié)構(gòu)。對于已經(jīng)繪制出的化合物，只要選定化合物的結(jié)構(gòu)，在structure菜單中選擇convert structure to name（根據(jù)結(jié)構(gòu)創(chuàng)建命名）左鍵單擊，即得該化合物的系統(tǒng)命名。

對有機(jī)物也可以繪制其化學(xué)結(jié)構(gòu)。例如：阿司匹林（Aspirin），化學(xué)學(xué)名乙酰水楊酸（acetylsalicylicacid），為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，是常用的解熱鎮(zhèn)痛藥物，由水楊酸與酸酐經(jīng)?；频?。具體的繪制方法是：先用鼠標(biāo)單擊工具圖標(biāo)板最下端的Benzene（苯環(huán)）工具，在繪圖區(qū)中適當(dāng)位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，在窗口將出現(xiàn)一個苯環(huán)；選擇Solid Bond（單鍵）工具和Multiple Bonds（多重鍵）工具，在連接點上拉出單鍵和雙鍵；然后將鼠標(biāo)移到應(yīng)該出現(xiàn)羥基或氧原子的位置，出現(xiàn)連接點后，單擊鍵盤上的“O”鍵，即可繪制出阿司匹林分子結(jié)構(gòu)式，至此繪制完成了阿司匹林結(jié)構(gòu)式的主要工作，但還有一點重要的工作要做，即手工繪制時，化學(xué)鍵角難以精確掌握，且拖拉化學(xué)鍵或連接點過程中難免造成鍵長的變化和圖形的扭曲，因此需要對圖形進(jìn)行整理。除可以通過拖動連接點的方法進(jìn)行整理外，ChemDraw提供了更精確和更有效率的方法：單擊選取框工具，選中結(jié)構(gòu)式，執(zhí)行【Structure】/【Clean Up Structure】菜單，自動整理圖形，得到阿司匹林結(jié)構(gòu)式。

關(guān)于化學(xué)反應(yīng)式的繪制技巧，主要是在掌握化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式繪制基礎(chǔ)上進(jìn)行排版聯(lián)系，比如制備乙酰水楊酸，最常用的方法是將水楊酸與乙酐作用，生成乙酰水楊酸，我們需要先將水楊酸、乙酐和乙酰水楊酸的分子式羅列起來，再通過箭頭和文字備注表示完整的反應(yīng)過程。

三、有關(guān)ChemDraw軟件描述化學(xué)反應(yīng)裝置和動態(tài)反應(yīng)模型的技巧總結(jié)

ChemDraw軟件可以用磨口玻璃儀器接插件迅速搭建化學(xué)反應(yīng)裝置，比如說實驗中的蒸餾裝置，執(zhí)行【View】/【Other Toolbars】/【Clipware，part1】菜單命令，將Clipware，part1 模板窗口打開；在Clipware，part1 和Clipware，part2 中依次選擇合適的鐵架臺、鐵夾、加熱器、單口燒瓶、蒸餾頭、溫度計、直形冷凝管、接收器等模板，并將其繪制出來。將玻璃儀器在磨口處拼接好。如果器件前后排列的次序不對，可在器件上擊右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【Bring to front】或【send to back】命令，將器件提到前面或置于后面，即的所需的裝置圖。當(dāng)然，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的裝置肯定不光是蒸餾方面，不過原理都是一樣的，通過插件對照標(biāo)準(zhǔn)實驗裝置圖進(jìn)行模塊拼接，多加練習(xí)即可。

對于化學(xué)反應(yīng)過程中的動態(tài)反應(yīng)，包括反應(yīng)周期較長的原子軌道、分子軌道、電子云圖結(jié)構(gòu)圖和一些常見的光譜圖，我們要學(xué)會利用模板。當(dāng)用模板作圖時，第一個被繪制的鍵決定了模板在繪制窗口的位置，所有剩余的鍵都將以逆時針方向建立。模板最左邊頂端的原子會首先被建立，按住鼠標(biāo)圍繞該原子畫圓拖動可以調(diào)整模板在繪制窗口的位置。一旦模板圖形在繪制窗口繪制后，此模板圖形就可以用標(biāo)準(zhǔn)的作圖或編輯方法處理，也會自動按活動窗口的當(dāng)前文檔的文檔設(shè)置調(diào)整。當(dāng)然，也可以選擇自定義模板，主要分三步，首先建立模板窗口，在ChemDraw Std 14.0的最新版本中，您可以通過選擇File菜單的Open Templates命令，再選擇其下的New Templates來打開新的模板窗口；其次是繪制模板圖形，在繪制區(qū)依次點擊模板庫小方格繪制所需ChemDraw模板，所繪模板也將依次出現(xiàn)在模板庫中，可建立15個ChemDraw模板，組成一個模板庫；最后保存ChemDraw模板。模板自定義完成后，從File菜單中選擇Save as命令。在彈出的對話框中輸入模板文件的文件名（中英文均可），注意保存為.ctp格式，單擊確定按鈕。

四、結(jié)語

熟悉有關(guān)ChemDraw軟件的繪制技巧固然重要，但熟能生巧是亙古不變的學(xué)習(xí)真理，在學(xué)習(xí)之余勤加練習(xí)，才能更加深入全面地了解ChemDraw軟件，并從事專業(yè)的化學(xué)圖形繪制。

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