Chem3D讲义22

1、Chemoffice讲义Chem3D,化学与环境工程学院 化学工程 李皓宇、杨启泽、官懿、李卓华、李宏程、肖俊宇、韩振、王泓蛟 2017.09.25,1,2,3,4,ChemDraw复习,Chem3D介绍,Chem3D的使用,作业,一、ChemDraw复习,用ChemDraw画出,邻苯二甲酸酐,l-麻黄碱（1R，2S）,利用ChemDraw预测核磁共振化学位移,ChemDraw可以根据结构式预测分子的1H和13C核磁共振化学位移。心得安(propranolol)是一种心血管药物，是-阻断剂，能抑制心脏的收缩率，避免过渡兴奋和阻止神经冲动，保证心壁平滑肌的收缩。 现在我们以心得安的为例，预测1H

2、和13C核磁共振图谱。,1H核磁共振图谱,13C核磁共振图谱,分析结构估计性质,执行【View】/【Show Analysis Window】菜单命令，弹出如图所示的分析窗口。 执行【View】/【Show Chemical Properties Window】菜单命令，弹出如图所示的化学性质窗口,元素周期表,ChemDraw提供了一张使用起来十分方便的元素周期表。,操作：【View】【Show Periodic Table Window】 单击周期表上的元素符号，就可以得到该元素的物理性质。单击表中的【】按钮，可以打开或关闭周期表下方的物理性质详细列表。,符号、字体和颜色,（1）输入特殊符号

3、 有时可能需要在结构式或反应方程式中输入特殊符号。 执行【View】/【Show Character Map Window】菜单命令即可打开符号窗口。单击下垃按钮，可以选择各种Windows字体和符号，包括汉字。 注意：该菜单只有在处于“文本输入”状态下才能被激活。 （2）改变字体 通常使用ChemDraw默认字体就可以了。若要改变字体，可单击【Text】菜单，在其中的【Font】菜单命令中选择字体。,（3）改变结构式的颜色 1.选中画好的结构式。 2.单击【Color】菜单会下拉出菜单项，除了黑色之外，里面包括8种可以选择的颜色. 3.单击【Other # 5】号颜色，完成改变结构式颜色的操

4、作。 蓝色是其中的【Other # 5】号颜色。如果用户对这8种颜色不满意，可以单击最下面的【Other】选项，弹出【颜色】调色板，其中有更多的颜色选项，并可以自定义颜色。,快捷菜单和快捷键,1）快捷菜单 在选中的结构上单击鼠标右键，会弹出快捷菜单，如图所示。ChemDraw快捷菜单包含了多种选项，使用快捷菜单能完成常用编辑、属性设置、模板选择等功能。 （2）快捷键 ChemDraw提供了大量快捷键，掌握快捷键能大大提高工作效率。 常用的与结构有关的快捷键为： Ctrl + Shift + K：整理结构式。 Ctrl + Shift + N：将化合物名称转换为结构式。 Alt + Ctrl +

5、 Shift + N：将结构式转换为化合物名称。,编辑快捷键与其他软件如Word相同，常用的与图形编辑有关的快捷键为： Ctrl + A：全选 Ctrl + C：复制 Ctrl + V：粘贴 Ctrl + X：剪切 F9：字符下标 F10：字符上标 Ctrl + R：旋转图形，可以设定旋转角度。 Ctrl + K：改变图形大小，可以设定键长。 Ctrl + Shift + H：水平翻转图形。 Ctrl + Shift + V：垂直翻转图形。,二、Chem3D介绍,当需要进一步了解化合物的立体状态时，我们就需要自己画出或者是将前面用ChemDraw画出的平面图转化为下面的立体模型。这就需要用到C

6、hem3D软件。,二、Chem3D介绍,Chem3D同ChemDraw一样，是ChemOffice的组成部分，它能很好地同ChemDraw一起协同工作，ChemDraw上画出的二维结构式可以正确地自动转换为三维结构。 Chem3D Ultra版还包括了一个很好的半经验量子化学计算程序MOPAC97，并能与著名的从头计算机程序Gaussian98连接，作为它的输入、输出界面，能够以三维的方式方法显示量子化学计算结果，如分子轨道、电荷密度分布等。,二、Chem3D介绍,平面图作图区,3D模型区,菜单、工具栏,结构参数栏,数据消息窗口,二、Chem3D介绍,选择工具,移动工具,旋转球,缩放,单键,双

7、键,三键,虚键,文本工具,橡皮擦,平面作图区： 与ChemDraw基本一样,三、Chem3D的使用,1、使用前的基本设置,操作： FileModel Settings,三、Chem3D的使用,2、3D模型的种类,（1）Wire Frame,操作： ViewModel Display Display Mode Wire Frame,三、Chem3D的使用,2、3D模型的种类,（2）Sticks,操作： ViewModel Display Display Mode Sticks,三、Chem3D的使用,2、3D模型的种类,（3）Ball*chm)”类型。 iii）单击打开按钮打开文件。Chem3D

8、自动将ChemDraw文件转换为3D模型。,同理，3D模型也可以转换为平面结构式 i）选中3D模型 ii）执行EditCopy AsChemDraw Structure菜单命令，复制此模型 iii）粘贴至ChemDraw窗口中。,三、Chem3D的使用,4、显示3D模型的信息,（1）显示3D模型的元素种类及序号信息,操作： View Model Display Show Atom Symbols &Show Serial Numbers,三、Chem3D的使用,4、显示3D模型的信息,（2）显示3D模型的键长与键角,操作： Structure Measurements Genenrate Al

9、l Bond Lengths &Genenrate All Bond Angles,左侧的数据栏能够显示其他的键长、键角的具体信息,三、Chem3D的使用,5、改变元素序号和替换元素种类,（1）改变元素序号,操作： ViewModel Explorer选择需要改变序号的原子右键“Replace with Text Tool”出现文本框，输入数字，按“ENTER”，得到新的原子序号；或者直接用选择工具右键选择需要改变序号的原子，“Replace with Text Tool”，出现文本框，输入数字。,H(7)H(1),三、Chem3D的使用,5、改变元素序号和替换元素种类,（2）替换元素种类,操

10、作： 用选择工具右键选择需要改变序号的原子，“Replace with Text Tool”，出现文本框，输入所要替换得到的官能团，按“ENTER”。,苯苯酚,三、Chem3D的使用,6、整理结构（Clean Up）与简单优化（Minimize Energy）,（1）整理结构（Clean Up）,操作：用选择工具选择这个化学结构StructureClean Up。,l-麻黄碱（1R，2S）,和ChemDraw一样，利用键工具建立的3D结构，键角及键长可能不正常，应首先对其进行整理操作，然后做简单优化处理，以便得到能量最低的构象。,三、Chem3D的使用,6、整理结构（Clean up）与简单优

11、化（Minimize Energy）,（2）简单优化（Minimize Energy）,操作：用选择工具选择这个化学结构CalculationsMM2Minimize Energy。,优化前：,优化后：,三、Chem3D的使用,7、查找分子或晶体中的原子的范德瓦尔斯半径,操作：ViewParameter TablesMM2 Atom Types。,三、Chem3D的使用,8、观察分子的表面、Huckel分子轨道及分子体积大小（以苯为例）,（1）分子表面,操作：ViewToolbarsSurfaces。,Surface,Solvent Radius,Diplay Mode,Color Mappi

12、ng,Resolution,Molecular Orbital Selection,Isocontour,Positive Amplitude Color,Negative Amplitude Color,三、Chem3D的使用,8、观察分子的表面、Huckel分子轨道及分子体积大小（以苯为例）,（2）分子的Huckel分子轨道,以Molecular Orbital型表面为例,操作：Surface中的Molecular Orbital Diplay Mode中的Translucent Molecular Orbital Selection中的 HOMO-7（Huckel分子轨道）,三、Chem

13、3D的使用,8、观察分子的表面、Huckel分子轨道及分子体积大小（以苯为例）,（3）分子体积大小,操作：CalculationCompute PropertiesChemProStdConnolly Solvent Excluded VolumeOK。,三、Chem3D的使用,9、计算内旋转势能,CC单键在保持（10928）不变情况下是可以内旋转的，这种内旋转必须消耗一定能量以克服内旋转势垒。以1，2-二氯乙烷为例计算处于不同构象状态时势能的变化。,操作：CalculationMM2Compute Properties PropertiesSteric Energy Summary,此次计算得到的能量值为初始值，即旋转角度为0。,三、Chem3D的使用,9、计算内旋转势能,用选择工具同时选中C(1)和C(2)两个原子（主链上参与旋转的CC单键上的C原子），然后点击“旋转球”右侧的小三角，出现下图的这一操作界面，选择右侧两个按钮的其中一个，输入想要旋转的