chemdraw教程.doc

第二章Chemdraw的使用及技巧 第一节绪论 1.1安装ChemDraw 基本操作步骤同其它软件类似，但是由于ChemDraw是一款商务软件，且价格在上千美元，大多数使用者往往是使用下载的版本而不是购买正版的商务套装。双击ChemDraw后，会弹出一个对话框，要求输入其注册用户名和密码进行软件的激活。可以通过两种方法进行处理。1. 在网上下载ChemDraw注册机，这是一个软件，可以破解注册密码。下载地址：/truechemsoft/default.asp化学软件网2. 通过上网搜寻注册码astalavista.box.sk这是一个注册码搜寻网站，在这里可以输入软件名称，可以找到很多网站包含所需信息，点击任意网站进入，在里面即可以找到用户所需要的版本的注册码。如图2-1，为电脑截屏。以下是搜寻到的一些chemoffice2002版本注册码，列在这里。 图2-1 序列号搜索的电脑截屏serial number:563-288227-8747activation code:7EG-AYCH3-OB-QLMC-TYM7Z-JMCT-YEGBEverification code:7658 序號: 883-041454-2208驗証碼: 38306啟動碼: SCK-JBWHK-GD-QLMC-TYM7Z-JMCT-YEGCC serial number:802-292441-0221activation code:S7T-KYSKC-PN-VB5I-H2ZX4-D5IH-2RGXLverification code:50046 user name :7654321s/n :W3BH-2B5S-52W3-NNVW-SN1.2 ChemDraw界面结构ChemDraw的主操作界面如图2-2图2-2 ChemDraw界面1.3 Undo和Redo命令 如同Word等软件一样，ChemDraw具有保持前一步所做工作的功能。点击右键，弹出菜单中的前两项就是Undo和Redo命令。也可以通过点击图标和来进行操作。就个人经验而来，此操作的次数相当可观，可以使人很放心的进行操作，不需过多担心失误。下面是对结构工具栏主要部分的使用的描述。1.4默认设置的变化1）Preference命令 在ChemDraw7.0的版本里，Preference位于File菜单的下拉选项中。各功能罗列入下，如图2-3。l Units（单位）可以改变标尺，交叉校准线等单位，但一般不需要改动。选择单位有cm,in(1in=2.54cm)等。l Tolerance（容差）允许改变的光标快的大小尺寸。Tolerance影响光标去选择和接触对象的远近和难易程度。l Include Footer(打印页脚)包括文件名，最后制作的日期和时间，显示在打印文件的左下角。l Show 35mm Slide Boundary Guides (35mm幻灯片界限设置) l Automatic Atom Labels（自动标记原子）建议选择此项功能，可以自动添加氢原子，标记其它元素，相当于快捷键。l Print Background Colour（打印背景颜色）去掉为白色。l Check Structure When Copying to Clipboard or Exporting（拷贝到粘贴板上时的结构检查）l Show Attachment Rank Indicators（显示接触顺序指示）用于显示顺序接触点的虚拟解释。l Always Display and Print Reacting Mapping（显示和打印反应过程）l Auomatic Reaction Mapping（自动反应图）建议选择2）Document settings命令l Drawing Settings设置如何绘制键的文件设置，因为化学科技论文有固定的格式，一般不需要改变设置，需要说明的仅有Fixed length选项，有时候因为处理对象不同，需要取消对键长的固定。如果做ppt演示，最好把line width放宽一点（画分子的时候也许Tolerances也要大点，并且所有的键、原子都可以选成不同的颜色，这样贴到powerpoint里面比较pp一些。图2-3 Preference对话框l Color Palette（调色板）可以添加，移动或变化默认的前景或背景的颜色。1.5 ChemDraw文件操作 ChemDraw文件本身的格式是*.cdx。在File /Apply Document Settings from中集成了国际很多通用的格式，经常用的会是ACM格式。 下面是ACS（美国化学会）所有杂志包括JACS对ChemDraw画分子结构的要求： 1) As drawing settings select:chain angle 120bond spacing 18% of widthfixed length 14.4pt(0.508cm,0.2in.)bold width 2.0pt(0.071,0.0278in.)line width 0.6pt(0.021cm,0.0084in.)margin width 1.6pt(0.056cm,0.0222in.)hash spacing 2.5pt(0.088cm,0.0347in.)2) As text sttings select:Font HelveticaSize 10pt3) Under the preferences choose:Units PointsTolerances 3Pixels4) Set the page setup to 100%5) Label the drawings:Reduce to 75% of current size for publication. 每次打开一个文件就会出现一个新的文件窗口，如果打开多个文件，文件窗口只显示最后打开的文件，通过Ctrl+Tab可以进行窗口的变换。 第二节化学结构的绘制 2.1键工具1.固定键的长度，角度 软件对键的长度有一定的限制，在Object下拉菜单中，点击Fixed lengths，则画出的键长度固定。同样的方法Fixed angles用于固定键的角度，默认值15度为一个单位。如果需要临时改变键的长度或者角度，按下Alt键，同时按动键到所需长度和角度即可。2. 楔键工具 点击楔键工具，从楔键窄面点按动到宽面另一点。绘制完成后，将鼠标放在键上，单击即可改变键的方向。3.多重键的绘制在Chemoffice2002以后的版本中直接包含了绘制各种多重键的工具，直接点击即可。也可以用比较原始的方法。列在下面，尽管原始，但又是比较省事，免去切换功能键1) 双键 选择实键工具，点击绘制单键，在单键基础上再按动一次即可得到双键。通过在双键中间（出现光标块）的点击可以改变双键的位置，在上，在下或中间。2) 双抉择键 在双键基础上，选择波浪键，在双键上点击即可。3) 叁键 双键基础上，再次按动。叁键再次点击后即成单键。注意，以上按动和点击的区别，按动是按住鼠标，拉出一根键后松开，点击是单击的意思。两者并不同。4.碳氢长链的绘制 使用无环链工具，选择后单击，在弹出的对话框中输入键的个数即可。按住鼠标，上下移动可以改变长链的方向。 2.2环工具环己烷凳环可以用两个方位进行绘制，选择工具，点击即可得到水平方向环，按住shift点击则得到水平方向环。 除了环己烷凳环外，其他环工具在按住Ctrl键时点击均会得到不定域共轭结构，如图2-4。 图2-4组合键对环工具的影响 对于苯环，双键可以绘制成任意两个方向之一，可以通过按下shift键同时单击进行切换。如图2-5。图2-5 shift键对于苯环方向的影响 2.3移动原子 将光标指向化学物结构式的任意原子，出现光标块，按下shift键和鼠标左键即可移走目标原字。此功能在将6元环变为5元环时很方便。 2.4键的前后交叉把一个被交叉在前面的建议到后面的办法。选择任何键工具，用鼠标这项操作键的选择块，双击后即可变到后面。也可以使用object菜单中的bring to front和 send to back实现。 第三节文本说明和文字标记 4.1文本建立文本的方法： 利用文本工具，在所希望出单击即可。需要重新编辑的话，在原文本处单击。在工具栏Text下拉菜单中，可以改变字体，字形，以及字号。 在字形子菜单中包括三种常见字的操作：Superscript、Subscript、Formula，Superscript是上标，Subscript是下标，Formula字形，数字自动缩小，比如输入C6H6时，自动形成C6H6。 文本文件默认的是左对齐，在Text下拉菜单中有Flush Left（左对齐）, Centered（中间对齐）, Flush Right, Justified（两端对齐）Stacked Above（上标记调整）。如图2-6。l Flush Left，第一行首字母与键相连。全部左对齐l Centered，中间字母与键相连。l Flush Right，第一行首字母与键相连。全部右对齐。l Stacked Above，最后一行最左面的字母与键相连。以上各点需注意，根据所标记原子的位置来选择正确的操作。否则会出现原子与结构的重叠等错误。图2-6Examples of the atom label justifications输入希腊字母和一些化学符号时，有两种方法：1) 通过模板中的special character中的字符进行输入。这种操作优点是方便快捷，缺点在于对字号无法改变，放置位置不好掌握。2) 在Text菜单中的Font子菜单选择Symbol，字母与希腊字母对应关系-a,-b,-p,-w等等，基本根据形声进行对应。8.0以上版本中，在view菜单中，选择Show Character Map Window即可看到对应。如图2-7 4.2原子符号的标记 选择文本工具，在一个原子上定位，单击即可输入。实键工具双击进入标记。图2-7Character Map Window 在标记原子是可以采用快捷键，具体见后面第8节技巧的使用。 有一个方法可以重复标记相同的原子，选择文本，标记一个原子，在其他位置，双击既可重复。而选择实键工具等时，双击标记原子，三击重复标记。 在File/Preference对话框中，有两个选项，Require ALT+ENTER to Create a New Line in Atom Labels，Require ALT+ENTER to Create a New Line in Captions，分别表示在原子标记和说明文本中对换行的控制，选中，则代表需要用ALT+ENTER进行换行，直接回车则退出。 第四节绘制轨道和符号 4.1轨道工具 点击会出现一系列子目录，使用方便，可以绘制各种轨道，没有过多要说的。4.2化学符号即可进入，分别就一些并不常用的符号工具举例进行演示。1) 和分别表示沿Z轴向平面外伸和进入的H原子。如图2-8图2-8 H点H划的应用2) 和阳离子阴离子符号，在对应原子附近定位，当出现反色的小方块时，点击即可，符号会自动集成到原字上。表示带电的基团。其他的仅举一例，如图2-9。图2-9正电荷符号的应用另外，所有化学符号，按住shift键同时拖动鼠标可以进行旋转。 第五节化学查询工具 query tools，化学查询工具，用于绘制化学查询结构，已用于在数据库中的查询。1) ，可以用来编辑可替代基团的索引，例子如图2-102-10Alternative groups2) ，在任意原子处点击，出现*，表示查询时*处原子上的取代基可以为任意结构。3) ，可以标记化学反应中原子位置的变化，以原子序数说明。如图2-11。图2-11 Atom to Atom Tool4) 连接点工具，用于连接点的编号，这些编号表示子结构和母结构的对应。5) 立体化学标旗，用于给结构分配一个特殊的符号来确定一种解释，如图2-12图2-12外消旋，绝对和相对符号 Racemic-A racemic mixture. Absolute-A pure enantiomer of known configuration. Relative-A pure enantiomer of unknown configuration.6) 元素列标记和非列标记查询结构为指定元素之一或者除去所有指定元素，格式如下 结构绘制完成后，保存为F1查询文件，可以在数据库及chemfinder中进行调用。查询原子和键的属性还可以在Structure/Atom Properties和Structure/Bond Properties中进行设置。因为使用较少，不在这里赘述，如果需要可以在帮助菜单中查寻。另外帮助菜单中还有各个属性与不同数据库的匹配，均可进行参考。 第六节绘制箭头，弧及其他图形 6.1箭头工具所有箭头工具如图2-13，根据需要选择，按中shift并用鼠标指向箭头头部，按住鼠标左键可进行箭头的拉伸，缩短和转向。 选中箭头，可以进行整体的旋转，具体方法见选中工具。图2-13箭头工具6.2基元工具 内含一些球形工具，用于绘制3D分子结构，线工具，用于绘制直线虚线等，可以画立体图形，如正八面体等。还有一些方框工具，可以把所绘结构放到方框中，更为正规。6.3括号工具 内含大小中括号和两个短键工具，。特别用于绘制有配位结构的化学方程式。6.4弧形工具 可以绘制固定角度的弧，同样用shift可以进行旋转和大小的调整。6.5笔工具 就个人使用而言，笔工具是非常有用的工具也是最难掌握的工具，图2-14是一些用笔工具绘制的图形。图2-14笔工具的使用范例1. 单击绘制在曲线开始处单击，移动光标，再次单击得到第二个点，两点以直线相连，依次类推，图2-15为用单击操作绘制的图形。图2-15笔工具单击操作绘制的图形2. 按动绘制曲线 在曲线开始处单击，移动光标，再次单击得到第二个点并且按动，通过控制柄的移动，得到不同弧度的曲线，继续单击并按动，得到下一段曲线，依此类推。按ESC键或选择另一个工具退出编辑。此功能主要用于绘制化学反应机理等。如图2-16。 需要说明的是，曲线弧度的控制难以用语言说明，需要进行大量的实践来掌握，基本的原则是曲线与控制柄相切。图2-16反复单击和按动建立曲线3. 编辑曲线选择笔工具，将光标移到曲线位置，当光标仍然是指针而不是十字时点击即可进入编辑状态。出现十字则是进行下一段曲线的绘制。4. 删除一段曲线和使用的一个快捷键，使用橡皮会消除所有的曲线，单独删除一段曲线的方法是，选择笔工具，单击曲线进入编辑状态，按住alt+shift键（5.0版本是ctrl+shift），并把鼠标放在要删除的曲线端点，这时十字光标变成空心方块，剩下的事情，就是点击了。这样端点后曲线被消除。5.绘制不同类型的曲线选择笔工具，在curve菜单中进行选择，可以绘制不同的曲线，具体如下。l plain基本曲线，默认值。l dash虚线l bold黑体实线l double双线l Arrow at start/end在头尾处加箭头 l Half arrow半箭头l Closed/filled/shaded闭合曲线并填充黑色或阴影，如图2-14的第一个图形。 第七节选择应用 7.1选择应用及旋转、缩放和选择框，一个是任意形状选中，一个是规则矩形选中，选中物体后，同时具有缩放和旋转物体功能。选中物体后，光标指向在所出现矩形框有上角的一个黑色的直角弧，出现一个具有双箭头的弧线，按住鼠标左键即可旋转所绘图形。鼠标移向右下角时出现一个双箭头拉伸符，按住既可缩放图形。如图2-17。而在双击双箭头符号时会出现一个对话框，可以设置拉伸的百分比和旋转的具体角度。便于操作。如图2-18。图2-17矩形选择框的使用图2-18拉伸旋转数字对话框7.2移动结构1. 选择结构后，光标移至结构处变为手形，此时按住鼠标左键即可拖动结构。2. 按住shift键在进行以上操作可以进行限制在水平位置的移动，绘制化学方程式的时候十分管用。3. 另外，选中结构，通过键盘上的四个方向键可以在方向键所指方向上进行小幅度移动，同时按住alt键进行刚才的操作进行该方向上较大幅度移动。7.3复制结构1. 选中结构，按住Ctrl键同时按动鼠标左键拖动即可得到一个同样的结构2. Ctrl+shift+按动可以在水平方向进行复制。7.4拉曲（rotate）被选结构 选中结构，按住shift，并把鼠标指向右下角改变尺寸的箭头处，即可以进行上下或者左右的拉伸。5.0版本是按住alt键。7.6连接结构 将两个化学结构相联接。很有用的操作，实践时会经常碰到。 将两个结构靠近，几乎重叠，选中两个结构，从object下拉菜单中选择join，点击即可。7.7绘制镜面对称的结构 选中结构，在object下拉菜单中选择flip horizontally或者flip vertically分别可以将结构进行水平的镜面对称或者垂直方向的对称结构。 第八节绘制技巧 8.1用快捷键标记原子1. 标志最后被绘制的原子每次绘制键的时候，最后一个被绘制的原子将是快捷键。如绘制甲苯，在绘制一个苯环和一根键后直接按C，此时自动会出现CH3。如图2-19。图2-19最后原子的标注2. 定位快捷标记原子建立一个化学结构，把键工具或者文本工具放在原子处，此时出现选择块，按快捷键即可。如果元素原子，氢会被自动加上。此功能有覆盖的功能，在已经标记的原子处，点击新的快捷键，原原子将被覆盖。 使用选择工具可以标记被选结构中所有的原子。如图2-20。图2-20标记所选结构原子 特别要说明的，再添加新的键或者删除键时，H原子数会自动进行添减。3. 默认的快捷键 在主界面上有一些默认的快捷键，很好用，将鼠标移至所标记原子处，按动以下键，会得到意外的效果。1) Enter键：打开原子标记文本框2) Space（空格键）：删除光标处原子标记3) /键：显示原子属性对话框或键属性对话框，依照所指向内容而定。4) =键：显示列举俗名对话框，比如Me代表甲基等。点击则标记所选基团，详见8.25) . 键：增加一个连接点。（关于连接点，详见第五节查询结构）4.快捷键的对应，在chemoffice2002chemdrawchemdraw items目录下可以找到cs chemdraw hotkeys文件。里面有个快捷键所代表的标记。列在下面a AA Acb Brc CC Cld De EtE COOCH3f Fh Hi Ik Kl Clm Men NN Nao Op PP Phq Qr Rs SS Sit TMST OTsx X1 n-Bu2 s-Bu3 t-Bu4 Ph5 Ac6 CH2OH 可以在此文本文件中增加新的快捷键，在新的一行中，输入想用的键，输入空格，在输入这个键所代表标记，保存即创立新的快捷键。 8.2俗名（nickname的应用）l 俗名，英文是nickname，也就是一些集团的缩写，在chemoffice2002chemdrawchemdraw items目录下有文本文件generic nicknames，在其中可以看到各种官能团的名称，比如Ph代表苯环，Me代表甲基等等。l 察看俗名可以在File下拉菜单中点击list nicknames，也可以使用前面讨论的快捷键”=”l 俗名的输入： 1) 通过文本键入俗名2) 定位于已绘制的结构中的原子处。按“=”键从中选择所需要结构，回车或者点击OK即可。l 定义新的俗名比较复杂，而且很少应用，故不再次赘述。l 对于已含俗名的结构，可以通过structure菜单中expand/ contract label进行展开和标记。 8.4多中心结构 在这里以二茂铁为例，进行说明。如图2-21。 图2-21二茂铁1) 在模板中，找到cp rings子菜单，分别选择最左列第一个和第三个2) 选择一个环戊二烯基，从Structure菜单中，选择Add Multi-Center Attachment，此时结构的中心会出现一个*号，表明它有一个中心节点。选择实键，在*处按动建立一个单键。3) 选择这根实键，从Object下拉菜单中选择send to back4) 在键端键入Fe5) 为了看起来更舒服，可以使用Alt键进行键的拉长6) 同样方法对另一个五元环进行处理。7) 选中所有结构，从Object下拉菜单中选择Group。如图2-22 图2-22二茂铁的绘制 需要注意的是，实际绘制时，系统总是给出出错信息，看具体出错原因知道是因为原子与键或另一个原子距离过近，可以忽略。点击鼠标右键，去掉display warnings即可。 8.5检查结构信息1. 检查结构structure/check structure 将会在对话框中给出出错信息。2. 分析信息view/show analysis information 在其中会给出分子式（formula）,精确质量（exact mass），分子量（molecular weight）,元素分析（element analysis）,也就是结构中每种元素的质量百分比。可以有选择的进行复制粘贴。3.结构整理 Clean up structure主要是规范键长键角，大部分结构不需要整理，像交叉双肩，三键，大环等不能进行整理。适用于结构整理的，据我自己的实践主要是一些用单键绘制的链式或者五元六元环结构。 8.6不定连接结构 利用structure中的Add Variable Attachment绘制类似结构，具体步骤与多中心结构类似。 8.7颜色 点击鼠标右键，在color菜单中选择颜色即可以填色。对于文本或键结构，选中，在color菜单中直接选颜色即可。 第九节反应标记 9.1自动标记 选择结构，从structure中选择Map Reaction Atoms,即可标记所有原子，利用符号Rxn对已经改变的键进行标记。如图2-239.2手动标记 已经在第五节（2）中叙述。图2-23反应标记结果图 第十节结构的整体处理 object菜单中的align子菜单可以讲结构进行对齐处理。 object菜单中的contribute子菜单可以结构式分布水平或垂直。这项功能用于化学方程式的处理。 第十一节特别功能11.1推测NMR谱 绘制结构，全部选中，在Structure中选择1H NMR Shift命令得到1H NMR谱，选择12C NMR Shift命令得到12C NMR谱11.2实验仪器的绘制 在模板中的clipware part1和part2中有将近一百个实验仪器，可以绘制装置图。但由于种类还是较少，并且大小比例不协调，并不很好用。 第十二节乱七八糟（无法归类的技巧）1. 加大chemdraw工作曲长度。chemoffice工作区默认只有一页，选择file菜单document settings.LayoutPages输入10呵呵，有什么变化？工作区增长了10倍！保存。以后你做的反应，都可以放入这一个超大的chemoffice文件了2. merck中自带的chem office 2002中的chemdraw net，在里面画了结构式后，选择复制，粘贴到word中变成另外的东西，好像是用所画的那个结构式检索出来的结构，请问有没有可以正常使用的chemdraw？版本不同，不能兼容。换个新的吧用ISIS Draw吧，也是绘制分子式和反应式的，可以复制、粘贴到Word里面，软件大约6M，使用起来非常方便。3. Name=Struct：输入IUPAC化学名称后就可自动产生ChemDraw结构。Chemoffice2004 or 2005系列中的Chemdraw,和Chemwindows相比最重要的功能就是支持英文名称和结构的互相转换,名称-结构是Ctrl+Shift+N,结构-名称是Ctrl+Alt+Shift+N,但如果是标准命名的话一般还比较准确。 反过来，对复杂分子的structure to name就显得比较差了。另一种方法，把N,N-dimethylformamide di-tert-butyl acetal粘贴到chemdraw里面，然后点击菜单structue-convert name to structure，就可以根据英文名字绘出分子结构图。4. 使用环工具技巧在工具栏中，ChemDraw软件集成了10种环工具，可以对不同种类、不同尺寸的环进行绘制。1) 运用Ctrl键可以把环工具绘制成不定域共轭环形式 首先在工具板上选择一个环工具，然后按下Ctrl键，在文件窗口按动，一个不定域共轭圈就出现在环中间。2) Shift键对环戊二烯环和苯环中的双键方向的改变按住shift，再在文件窗口点击就可以转变双键的方向。5. 多选的取消技巧 ChemDraw的选择工具有“蓬罩”和“套索”两种，相信大家都会用。但有时候即使是“套索”工具也不能非常准确的刚好选择结构部分，一般地说，有时候会选多。例如，把正方体拉长为长方体，首先要选择前面的正方形的四边和四角点，然后向前按动即可拉长为长方体。但是，在用“套索”工具选择前面正方体的四边和四角点时，往往会把左面正方形的底边和后角点也选中，结果拉长的图形如图2-24，所以在拉长前必须取消被选的底边和后角点。按住shift键并在底边和后角点单击，这两个部分即被取消被选。图2-23 索套工具的取消6. Alt键技巧 在图形工具面板上选择任意一个图形结构，按住Alt在文件窗口拖动鼠标，则这个图形会随鼠标前后运动而缩小或放大，随鼠标旋转而相应旋转。如果是“键头”工具，则可以任意改变箭头的方向（不用Alt键时，箭头每次只能固定改变15角）。7. 模板功能 ChemDraw的“模板”工具中放置着许多类型的模板图形。当需要这类图形时，可以直接到模板库中去取，非常方便。另外，ChemDraw还允许用户自己建立模板库，将平时用得比较多得结构添加到自定义得模板中。这项功能使ChemDraw如虎添翼。下面简单介绍模板功能。1) 建立模板窗口建立一个新的模板文件的方法：在File菜单中，选Open Special，再选New Templates，此时出现一个新的模板窗口。2) 绘制模板图形在绘制区绘制一个结构，此结构会出现在第一个模板格内，这样就建立了一个模板图形。依次可以建立15个模板，组成一个模板文件（模板库）。3) 保存模板文件 从File菜单中，选择Save as，出现“另存为”对话框，输入模板文件的文件名(中英文均可），保存为ctp文件，单击“确定”按钮。 重新启动ChemDraw软件时就可以调用自己建立的模板了。说明：定义的模板图形不止限于由原子和键构成的图形结构，也可以包含任何ChemDraw物体，例如：说明文本、方框、圆弧、轨道、箭头、反应机理符号和曲线等等，模板中的物体还可以着色，还允许从别的文档粘