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化学结构式和图形图像的绘制

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Academic year: 2022

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(1)

ACD/ChemSketch

Version 12.0 for Microsoft Windows

中文使用指南

化学结构式和图形图像的绘制

(2)

高级化学发展有限公司(ACD/Labs)

版权©1997-2010 本书版权归高级化学发展有限公司(ACD/Labs)公 司所有。

ACD/Labs 是高级化学发展有限公司商标。

Microsoft 和 Windows 是微软公司在美国(或其他国家)的注册商标。

©2010

IBM(International Business Machines)是国际商用机器公司的注 册商标。©1994,2010

Adobe,Acrobat, PDF(Portable Document Formats)及关联数据结 构等都是 Adobe 系统组合公司在美国(或其他国家)的注册商标。

©2010

Camtasia 是 TechSmith 公 司 的 注 册 商 标 , Camtasia Studio 是 TeachSmith 公司的商标。© 1999–2010

本指南中提到的其他商标均属于其拥有者。且所有的商标均是被许可 的。

本说明书中内容可能不在任何通告下进行改变,公司对以下情况不承 担责任,包括但不限于商业或任何其他特殊用途。公司对使用该说明 书而直接、间接、专门、附带的和因此而引起的任何错误不承担责任。

(3)

目 录

1.引 言... 8

1.1 免费版 ... 8

1.2 关于本指南 ... 8

1.2.1 高级理解 ... 9

1.3 鼠标惯用法 ... 10

1.4 更多信息 ... 10

1.4.1 如何联络我们 ... 11

1.4.2 在线升级 ... 11

2. ACD/ChemSketch 基础 ... 13

2.1 目标: ... 13

2.2 启动 ACD/ChemSketch ... 13

2.3 设定可兼容的文件类型 ... 13

2.3.1 改变可兼容的文件类型 ... 14

2.4 改变默认路径 ... 15

2.5 安装插件 ... 16

2.6 退出 ChemSketch ... 17

3. 绘制简单结构 ... 18

3.1 目标 ... 18

3.2 画原子、化学键和标签 ... 18

3.2.1 使用常用画图工具 ... 18

3.2.2 双键和三键 ... 19

3.2.3 撤销命令 ... 20

3.2.4 个别原子的删除 ... 20

3.2.5 聚合物 ... 20

3.2.6 非原子 ... 21

3.2.7 改变原子 ... 21

3.2.8 使用连续画图工具 ... 23

3.2.9 使用鼠标拖拽绘图 ... 23

3.2.10 优化结构 ... 24

3.2.11 编辑原子标签 ... 24

3.2.12 使用画链工具 ... 25

3.3 清除屏幕 ... 26

3.4 使用 ACD/Dictionary ... 27

3.5 翻转结构 ... 28

3.6 输出 ... 30

3.6.1 保存 ChemSketch(.sk2)文件 ... 30

3.6.2 保存结构为 MDL Molfile 格式 ... 30

3.6.3 打印 ... 31

3.6.4 在文件中插入结构式 ... 32

(4)

4.1 目标 ... 33

4.2 使用基团表 ... 33

4.3 使用环节构 ... 34

4.4 删除原子和基团 ... 35

4.4.1 同时删除多个原子 ... 36

4.5 替换原子和基团 ... 37

4.6 设置双键和三键 ... 37

4.7 标定电荷和定义阳离子与阴离子 ... 38

4.8 标记键 ... 40

4.8.1 原子团标记键 ... 41

4.9 使用立体键 ... 42

4.10 绘制配位键 ... 44

4.11 离域电荷及曲线 ... 47

4.12 更多键类型 ... 49

4.13 改变原子属性 ... 52

5. 超级结构、简化线性分子式和化学反应式 ... 55

5.1 目标 ... 55

5.2 2D-优化 ... 55

5.2.1 创建环烷烃结构 ... 55

5.2.2 画环形的缩氨酸 ... 56

5.3 简化线性分子式(SMILESNotations) ... 58

5.3.1 创建简化线性分子式 ... 58

5.3.2 从简化线性分子式创建结构式 ... 59

5.4 IUPAC 国际化学标识分子式 ... 60

5.4.1 生成国际化工标识分子式 ... 60

5.4.2 从国际化学标识分子式生成结构 ... 62

5.5 3D-优化 ... 62

5.5.1 创建双[2,2,2]环己烷结构 ... 63

5.5.2 创建三蝶烯结构 ... 64

5.5.3 创建立方烷结构 ... 66

5.5.4 创建 C20球碳分子 ... 67

5.6 绘制、标记和映射化学反应 ... 70

5.6.1 绘制化学反应 ... 70

5.6.2 标记化学反应 ... 71

5.6.3 映射化学反应 ... 72

5.6.4 计算化学反应数据——仅限商业版! ... 74

6. 高级绘制:模型 ... 76

6.1 目标 ... 76

6.2 概述 ... 76

6.3 原子团表 ... 77

6.3.1 创建荧光胺结构 ... 77

6.4 快速模型工具 ... 79

6.4.1 创建环状体聚物结构 ... 79

(5)

6.5 模型窗口 ... 80

6.5.1 创建 DNA 分子片断 ... 81

6.5.1.1 绘制去氧核糖-5-磷酸盐链的图象 ... 81

6.5.1.2 添加碱基 ... 82

6.6 绘制复杂的生物化学结构 ... 83

6.6.1 创建β -麦芽糖酶结构 ... 83

6.7 定义用户模型 ... 86

6.7.1 模型窗口组织者 ... 86

6.7.2 *.cfg 模板文件 ... 87

7. 计算宏观性质 ... 89

7.1 概述 ... 89

7.2 计算宏观性质 ... 89

7.2.1 菜单命令 ... 89

7.2.2 状态栏自动显示 ... 90

7.3 计算单一同位素质量 ... 91

8. 特殊功能键 ... 93

8.1 目标 ... 93

8.2 同分异构体 ... 93

8.2.1 举例 ... 95

8.2.2 化学文献中的错误 ... 95

8.3 字典 ... 97

8.4 ACD/免费名称附件 ... 97

8.4.1 ACD/免费名称的局限 ... 99

9. 结构搜索――仅限商业版! ... 100

9.1 目标 ... 100

9.2 搜索结构 ... 100

9.2.1 通过哪些文件搜索 ... 100

9.2.2 鉴于搜索结果 ... 103

10. 创建绘画对象 ... 105

10.1 目标 ... 105

10.2 绘制反应能量图 ... 105

10.2.1 画一条曲线 ... 105

10.2.2 修改曲线 ... 107

10.2.3 绘制 X、Y 轴 ... 108

10.3 绘制各种不同轨道 ... 109

10.3.1 绘制 p 轨道 ... 109

10.3.2 绘制 d 轨道 ... 110

10.3.3 绘制 pi 轨道 ... 112

10.4 绘制真空蒸馏装置 ... 113

10.4.1 在图形上加注释 ... 115

10.4.1.1 文字注释 ... 115

(6)

10.4.1.2 插入注释框 ... 117

10.4.1.3 修改注释框的形状 ... 117

10.4.1.4 将元素编组/拆开 ... 118

10.5 绘制一个双链 DNA 螺旋结构 ... 118

10.6 绘制脂肪和胶体 ... 123

10.6.1 绘制脂肪 ... 123

10.7 创建表格 ... 125

10.7.1 绘制表格内容 ... 126

10.7.2 插入表格 ... 127

10.7.3 置入数据 ... 127

10.7.4 修改表格内容 ... 129

10.7.5 编辑表格外观 ... 131

11. 管理文件 ... 133

11.1 插入页眉和页脚 ... 133

11.2 转换成PDF――仅限商业版! ... 134

11.3 创建海报 ... 135

12. 结构模式中的样式 ... 137

12.1 目标 ... 137

12.2 改变结构样式 ... 137

12.2.1 应用期刊样式 ... 138

12.2.2 准备发表 ... 139

12.3 创建用户样式 ... 140

12.3.1 用户定义样式:糖 ... 140

12.3.2 用户定义样式:磷酸盐 ... 141

12.3.3 用户定义样式:碱 ... 142

12.3.4 用户定义样式:强调 ... 142

12.4 应用现有样式 ... 144

12.5 设定默认样式 ... 145

13. 画图模式中的样式 ... 146

13.1 目标 ... 146

13.2 改变对象样式 ... 146

13.3 保存样式 ... 147

13.4 应用现有样式 ... 147

13.5 设置默认样式 ... 148

13.6 管理样式 ... 149

14. 创建汇报模型 ... 150

14.1 目标 ... 150

14.2 关于汇报模型 ... 151

14.3 输入汇报模型 ... 151

14.4 插入模型对象 ... 151

14.5 设定显示参数 ... 154

(7)

14.6 编排模型对象 ... 160 14.7 保存和应用汇报模型 ... 160

(8)

1. 引 言

感谢您购买 ACD/ChemSketch。我们一直致力于开发最简单易用、

最强大有效的程序来用于化学结构、反应、示意图形的绘制以及化学 相关的报告和演讲材料的设计。

1.1

免费版

从1999年4月开始,高级化学发展公司(ACD/Labs)在网站中提供 免费的ChemSketch。

http://www.acdlabs.com/resources/freeware/chemsketch/

重要启事:ACD/ChemSketch 的免费软件应该单独安装,也可以与其他 目前可用的 ACD/Labs 免费软件安装在同一个文件夹中, 但不能包含 任何商业版的 ACD/Labs 软件(既非免费软件)。

所有关于免费软件的限制和常见问题(FAQs)同样可以在我们的网站上找到:

http://www.acdlabs.com/resources/ilab/faq.php

注意: 尽管我们不对 ACD/ChemSketch 免费版的用户提供技术支持, 我们鼓励用户将您的问题和要求发放到新闻组(Newsgroup)的网页上, 具体网址将在下面的章节中提到。

1.2

关于本指南

阅读完本指南您能够获得帮助您开始使用ACD/ChemSketch的工 具,同时本指南也用于在线使用和“硬拷贝”版的打印和使用。

(9)

本指南中使用的是较小屏幕的显示。

本指南中的色彩和其他窗口元素的性质取决于默认的窗口显示 性质。

本用户指南以电子形式提供,可使用通常使用的Microsoft Word 阅读。如果您找不到您需要的目录标题,请使用搜索功能查找相关的 字、词语。

1.2.1 高级理解

本指南是ACD/Labs软件的技术支持文章的一部分。要循序渐进 的学习ACD/Labs的产品,我们推荐您按以下步骤完成技术文章的学 习(相关的文章都在ACD/Labs文章的文件夹中,\\DOCS):

1.参考手册(CHEMSK_R.PDF)

2. ACD/Dictionary 用户指南 (DICT.PDF)和ACD/3D Viewer 3D阅 读器 (3D.PDF)

此外,如果能够对ACD/Labs的如下产品进行了解那是明智的(相 关的文章都在ACD/Labs文章的文件夹中,\\DOCS):

1. ACD/I-Lab (ILAB.PDF) —允许您得到基于互联网的对化工数 据 库 和 性 质 预 测 程 序 的 立 即 通 入 的 服 务 ( 可 从 http://www.acdlabs.com 免费下载) 。

2. ACD/ChemBasic (CHEMBAS.PDF)—使用户能定制

ACD/Labs的特殊编程语言软件(可从http://www.acdlabs.com免费下 载) 。

3. ACD/Name to Structure (NAMESTR.PDF) —几乎能够为所

(10)

有化学名称生成一个分子结构。ACD/Name to Structure 根据 IUPAC 建议的关于有机, 生物化学, 和无机的命名原则可以给出相应化学有 机物和天然产品衍生物 IUPAC 名称的结构式。

1.3

鼠标惯用法

在您使用本软件的过程中您可能会执行的个别动作,我们用如下 的专业术语来描述。

 指向(Point to):移动鼠标到一个物体。

 点击或点击左键(click):移动鼠标到一个物体,并按下鼠标左键。

 点击右键(right-click):移动鼠标到一个物体,并按下鼠标右键。

 双击(double-click):移动鼠标到一个物体,并迅速按下左键两 次。

 拖动(drag):当你移动鼠标时,按下鼠标左键并移动。

 选择(select):通过点击或拖拽来突出或激活某个界面元素。

1.4

更多信息

要想了解更新的产品和服务,请访问我公司网站:

http://www.acdlabs.com

我们网站正以每天数以万计的“点击”的速率被访问.原因是:我 们提供了很多有用的产品和信息。从2006年夏天,我们提供免费的 ChemSketch 12.0,免费的ISIS 3D 附件,免费的CHEMDRAW扩展,

和经济的“互动性界面实验室”讨论组,您可以不用购买软件就可使用 Java Applets 运行测试计算。还可下载许多以Lotus公司CAM形式的

(11)

影像资料,这些资料显示各种软件包的操作。

我们正不断更新关于我们网站的信息。网站将向你显示在哪一个 科学会议方面你能访问ACD/Labs销售产品。通过我们的网页,您还 能浏览常见问题页面或者在我们的新闻组访问“Chat”的连接。

如果您想随时了解ACD/Labs公司化学软件的最新进展,请给我 们网站中的广播站发邮件:

http://www.acdlabs.com/feedback/mailing.html

1.4.1 如何联络我们

可通过访问网站、电话、传真和邮件与我们联系,但最常用的方 法是电子邮件。关于价格、销售、供货、和一般问题,请发邮件:

info@acdlabs.com

技术和科学问题,请发邮件:

support@acdlabs.com

与我们联系时,请告诉我们软件拥有者的名字,版本号,产品证 书号(这些信息可在帮助/关于文件中找到)。如果可能,请告诉我们供 应商的名字

1.4.2 在线升级

所有ACD/Labs计算机软件都可以在网上进行升级. 您需要准备 好您的产品登记号, 并且用您安装了ACD/Labs 软件的计算机进行 升级。通常升级只是很小的改进, 比如: 将实际版本从12.00升至

(12)

12.01. 详 情 请 参 阅 您 的 产 品 说 明 文 件 中 的 在 线 升 级

\\DOCS\UP_CLNT.PDF。或与我们的技术支持部联系。

(13)

2. ACD/ChemSketch基础

2.1

目标:

本章讲解如下内容:

 如何启动ACD/ChemSketch

 如何设定和改变文件可兼容的文件类型(File Assosciation)

 如何设定默认文件路径

 如何退出ACD/ChemSketch

2.2

启动ACD/ChemSketch

安装完毕后,按以下步骤操作可启动程序。

1. 打开Windows。

2. 双击图标,启动;

或任务栏中,由开始菜单单击图标;

或在ACD/Labs栏目中双击CHEM.exe程序文件;

或从正在运行的其他ACD/Labs程序中的ACD/Labs 目录中 选择ChemSketch。

3. 如果是免费版本,您将看到15秒ACD/Labs产品滚动图象,

请等待并点击取消键(Cancel)。

2.3

设定可兼容的文件类型

1. 在 您 第 一 次 使 用 此 软 件 时 , 设 定 可 兼 容 的 文 件 类 型 (File

(14)

Associations)对话框将出现.

2. 这些可兼容的形式包括CS ChemDraw(*.CHM), REACCS Rxnfiles (*.RXN), ISIS/Sketch (*.SKC) , 可能还有其他格式的文件, 这些文件都可以在ChemSketch 中打开. 具体做法是在您想要添加 的选项前的方框内点上对号, 然后点击YES键即可。

3. 如果您不知道或者不确切地知道 ChemSketch将打开的文 件的扩展名, 不要选任何选项, 然后点击NO键。

4. 然后今日诀窍(Tip of the Day)窗口将跳出, 您可以在阅读结 束后关闭。

2.3.1 改变可兼容的文件类型

在您没有选择可兼容文件类型以前, ChemSketch将自动使用默 认的文件类型,您可以随时改变默认文件类型, 只要在文件 (File)菜 单下选择相关ACD产品命令(File Associations)即可。

重要启事:如果在 Window NT 的系统中您没有被授权改变可兼容文

(15)

件的同时选择 File Associations 的命令,会出现警告信息,请联系您 的系统管理员解决问题。

如果您已经选择了所有的可兼容文件类型, 一条信息会提示您 已经选择了所有的文件类型-“all supported file types are already associated with the current application, 您可以通过Windows Explorer选择选项:

1. 打开 Windows Explorer, 选择您想选的选项:

2. 按住 Shift键, 在要打开的文件上右击鼠标,在菜单中选择 Open With.

3. 选择您要打开的文件相对应的文件类型, 然后选择 Always use this program(只要在前面的方框内打对号即可)。

4. 点击 OK,然后关闭 Windows Explorer.

2.4

改变默认路径

如果您使用的是单一用户(可以单独使用的版本), 默认路径可能 是没有任何问题的.

如果您使用的是网络版本, 我们建议您改变您的默认路径,将您 的文件保存在您自己的硬盘,而不是网络服务器。当做好了单机路径 后, 再在每一个单机上进行以下操作:

1. 打 开 ChemSketch 的 窗 口 后 , 从 Options 菜 单 中 选 择 Preferences 命令键。

2. 点击 General, 然后在默认栏内键入每次您要输入, 打开, 保存和输出文件的路径。

(16)

注意: 在 Private 栏内, 您可以设定记录每次ChemSketch操作的 设置。

3. 点击 OK。

2.5

安装附件

从8.00的版本开始就可以安装附件了—编写的用于扩展主要应 用的一些程序(有.ADDON的扩展名)。每个附件都包含了用于当前 记录或整个数据库的一整套命令。当附件被安装, 它的命令可能被安 置或在工具栏作为按钮或在主菜单作为添加子菜单的命令, 或二者 都有。

请按以下步骤安装附件:

1. 从选择菜单, 选择附件组织者(Add-on Organizer)。

2. 点击添加, 在出现的打开对话框中, 找到.ADDON文件。点击 打开将其添加至目录中。

3. 用户化一些添加选项, 在目录选择它点击编辑:

(17)

4. 在可用的命令框中,从ChemSketch界面选择命令是容易实现 的。在插入区域, 选择添加命令应该增加的地方: 作为命令对菜单并 且/或者作为按钮对一般工具栏(若通过附件自动执行)。点击OK。

5. 点击OK在附件组织者对话框和核实是否菜单或按钮增加到 界面。

2.6

退出ChemSketch

您能从以下方式中选择任意一种来退出程序:

 在屏幕右上脚点击 。

 在 ACD/Labs 菜 单 中 选 择 Close All , 这 将 退 出 所 有 ACD/Labs软件。

 从File 菜单中选择 Exit ,这将只退出现有的软件。

在退出之前, 计算机将提示您存盘。

(18)

3. 绘制简单结构

3.1

目标

本章介绍绘制结构的一些基本知识, 这些功能只在结构模式适 用。您将掌握以下的功能:

 画原子, 化学键(单键, 双键, 三键, 共价键, 等等), 和标签。

 翻转分子结构式。

 选择, 旋转和扩大与缩小结构图。

 将结构式输出至文件夹, 文件及打印机。

 清理屏幕。

3.2

画原子、化学键和标签

ChemSketch 的基本功能是画化学键和原子, 您必须在结构模 式进行以下操作:

3.2.1 使用常用画图工具

当程序开始时,常用画图工具 是默认的。在这种模式 下,您可以很容易地画直链和分支结构,并用元素周期表中 的原子取代所画的原子。

5. 在画图模式(Draw Mode)下 ,从原子工具条选择碳原子

6. 单击空白处,画出CH4

(19)

7. 单击CH4以增加一个CH3基团,并以标准键长连接。再双击同

一个碳原子,画出 。

8. 单击Set Bond Vertically , 将从上一步得到的结构旋转

至 。

9. 单击结构工具栏中常用画图工具 。

10. 单击最右边的碳原子,画出 。

11. 重 复 以 上 步 骤 , 画 出 一 些 结 构 ,

, ,

3.2.2 双键和三键

1.在3.2.1节的第7步所画的结构式中的最后一个单键上再次单击 获得双键:

C

H3 CH2

CH3

2. 再次在双键上单击获得三键:

C

H3 CH

CH3

3. 再次在三键上点击将重新得到单键.

(20)

3.2.3 个别原子的删除

如果您加了过多的原子, 可以逐一去除原子:

1. 点击Delete 键 .

2. 在以上的分子结构上进行逐一去除原子的练习.

3.2.4 撤销命令

另外一个重要的功能是如何恢复以前的界面设置:

1.单击

Undo

这会将

ChemSketch

的界面恢复到以前的 设置.

注意: 点击 Undo 键将会击活重做(Redo)键。

2.多次单击恢复

Undo

键,直到将其恢复至以下结构:

C H3

CH3

CH3

注意: Undo 键可以连续点击 50 次.当您画比较复杂的结构或者物体 时, 我们建议您养成及时保存文件的习惯。

3.2.5 聚合物

ChemSketch提供了聚合物结构的绘制功能:

1. 在结构工具栏上点击Polymers 键,出现聚合物面板后 就可以进行如下设置的更改了:

(21)

2. 通过点击或拖拽来选定产生聚合物的区域。当区域被选择, 聚合物出现在工作区:

3. 再次点击Polymers 键就可以离开聚合物绘制模式。

3.2.6 非原子

按照以下步骤来创建无终止的聚合物和弯键:

1. 在原子工具栏,点击Pseudo Atom 键。

2. 点击结构的结束原子用空的原子替换他们。那么就可以得到 一个无终止的聚合物了。

3.2.7 改变原子

按以下方式用一个原子工具栏中没有的元素替换当前元素:

1.

点击撤销键 直至回到下面的结构或者画出它:

2. 单击原子工具条下的元素周期表(Periodic Table)键 ,打开元 素周期表(Periodic Table of Elements):

(22)

3. 单 击 元 素 周 期 表 中 的 氟 (Fluorine) 键 , 注 意 现 在 氟 (Fluorine)键出现在原子工具条中。

4. 单 击 最 左 边 的 碳 (Carbon), 用 氟 原 子 替 代 碳 原 子 :

注意: 当您选择了元素周期表中的某个元素时, 相应的元素键将自动 加到原子工具条中。去除工具条中的原子键可以通过双击任何一个原 子键或者双击原子工具条, 然后选择 YES。但是后者将删除默认原子 以外的所有原子键。

(23)

3.2.8 使用连续画图工具

当连续画图工具(Draw continuous Tool) 被激活后,只有 在原子工具条中被选定的原子才能用于画化学键。点击工具条中的原 子键,可使其成为被选中的原子。这种连续画图工具模式在由一个选 定原子“衍生”多个相同原子时,非常方便。

1.

结构工具栏中,点击连续画图键 。或者单击鼠标右键,

选择画图模式。

2. 在原子工具栏(Atoms)中选择 原子。

3. 点击最右边的碳原子,双击以“衍生”出F原子。在同一碳原子

上双击,以“衍生”第二个F原子 。

3.2.9 使用鼠标拖拽绘图

在正常画图(Draw Normal) 和连续画图(Draw

Continuous) 两种模式下,您可以从一个原子拖动鼠标到另一个 原子,画出单键。如果您从一个空白处开始(或结束)拖动,将在开始 处(或结束处)生成一个新的原子。在下面结构中,点击一端的碳原子,

拖动鼠标到另一端的碳原子。

当 正 常 画 图 (Draw Normal) 和 连 续 画 图 (Draw Continuous) 被激活后,指向到终端碳的当中一个和扯拽到其它 终端碳画以下结构:

(24)

3.2.10 优化结构

点击结构工具栏中“清洁” 命令,将使结构中所有的键长与 角度平均化,得到如下结构:

Clean命令不仅使键长和角度平均化,令结构看上去更好看,更 使该结构符合于化学意义。例如循环结构,它将SP2轨道上的碳原子 的键按120度分布,将SP轨道上的碳原子的键按180度分布。当画平面 和立体异构体时,Clean命令保持以上特性将键长和角度平均化。

3.2.11 编辑原子标签

编辑原子标签工具 允许您用简短的缩写代替最终端的原子。

1. 在原子工具栏中,点击原子标签工具 键,然后将鼠标移 动到结构中最右端的F原子上。

2. 在打开的编辑标签(Edit Label)对话框中,键入(CH2)3PH,再 点击插入键(Insert),画出如下结构。

3. 选择改变位置(Change Position) , 然后点击原子标 签,调换Ph和(CH2)的位置得到以下结构:

(25)

提示:如果在选中 Change Position 键后, 按住 Shift, 同时点击结 构中的原子标签将达到与 3.同样的效果。

4. 利用已激活的编辑原子标签工具(Edit Atom Label) , 点 击 已 得 到 的 缩 写 , 将 编 辑 标 签 对 话 框 再 次 打 开 , 点 击“ 展 开”(Expand) 键,得到如下结构:

3.2.12 使用画链工具

使用画链 工具,通过点击和拖动鼠标,您可以很容易地画出 长、短键。

1.

点击结构工具栏中画链工具键 ,将鼠标移动到键头所指的

原子上。

F

F

2. 按下鼠标键,向左拖动。当鼠标离开结构时,自动生成碳链。

注意鼠标箭头旁的碳原子数(C#)随着碳原子的增减而变化:

(26)

3.

激活画链工具(Draw Chains) ,在原子工具栏中选择 F 原子,点击最左边的碳原子,衍生出F原子。点击结构 工具栏中清洁工具键 ,得到如下结构:

3.3

清除屏幕

如果您需要清除屏幕,您可以选择以下的一种方式:

 从文件(File)菜单, 选择新建(New)。这将打开一个新的空 白文件。

 在左上方选择创建新页按钮(New Page) ,创建新的一页。

 在编辑菜单中选择“全选”按钮(Select All),再选择“删除”命令 (Delete)。

 在工具栏中(General toolbar)点击删除 (Delete)按钮,点击 空白处,再点击结构的任意部分,将其全部删除。

(27)

3.4

使用ACD/字典

我们允许您从普通药品名字中查找分子结构, 但这个模块是只 可利用的在 ACD/ChemSketch 的商业版本。如果您使用免费软件 版本 ACD/Dictionary 是不可用的, 请跳过这个部分。

1. 在参考工具栏点击 ACD/Dictionary 按钮

(ACD/Dictionary)来显示 ACD/Dictionary:

2. 在对话框的标题栏上单击鼠标右键来显示快捷菜单,确信没 有选中复制带有命名的结构(Copy Structure with Name)。

3. 在快速查找箱,输入咖啡因。当您键入名单即显示对应的名 称。当必需的名称在表单中可见的时候,点击它来选择。对 应的结构就会被显示在右边的预览区域。

(28)

4. 将被选择的化合物置入工作区,点击 OK 即可。

5. 结构阴影附有指针,指向空白区域并点击即可插入结构:

注意:更多细节在 ACD/Dictionary 选项中, 参见 ACD/Dictionary User's Gudie 位于 ACD/Labs 文献文件夹(\\DOCS\DICT.PDF) 。

3.5

翻转结构

您可以在结构工具栏中通过点击一个键来实现整个结构的旋转 和翻转。

1. 我们拿前面一节字典中的或手工绘制的咖啡因为例,将下图中红 线标记的双键进行翻转。

2. 点击设置水平键 (Set Bond Horizontally)然后再点击目标 键使其处于水平,结构其它部分将相应转动。用该工具反复点击 此键可使结构绕键不断翻转。

(29)

3. 点击设置垂直键 (Set Bond Vertically)然后点击目标键使 其处于垂直,其它部分将相应翻转。

4. 点击翻转键 (Flip on Bond)然后点击目标键,结构将会绕 着被点击的键转动。

5. 首先选中整个分子(或基团),点击上下翻转 (Flip Top to Bottom)按钮,则选中的结构或基团(若无选中项,则所有已绘 结构)将从上部旋转至下部。

6. 点击左右翻转 (Flip Left to Right)使被选结构或基团(若无选 中项,则所有已绘结构)将从右方旋转至左方。

注意:应用翻转工具可能改变立体结构。可以从选项(Options)菜单 中选择参数(Preferences),然后切换至结构(Structure)标签来进行 控制。保持立体构型(Keep Stereo Configuration on)选区将控制程序 是否对分子的真实 3D 排列进行记忆:

它可以保持真正的 3D 结构的分子结构. 我们建议选择 Flips, 这样一

(30)

来尽管位置改变了, 分子结构将和翻转以前的一样.

Cl CH3

Br H

Cl CH3

Br H

Yes

否则,分子将变成原来分子的对应异构体:

Cl CH3

Br

H Cl

CH3

Br H

No

3.6

输出

输出的方式有存盘, 打印或者插入其他文件中, 如: MS Word, Excel 等. 您还可以试试 I-Lab 服务。(参见 ACD/I-Lab User’s Guide 位于 ACD/Labs 文献文件夹,\\DOCS\ILAB.PDF)

3.6.1 保存ChemSketch(.sk2)文件

将我们在前一节中所画的结构式存为 ACD/Labs 格式,1 文件名 为 example1.sk2。

1. 从 File 菜单选择 Save。

2. 在对话框中输入文件名和路径, 然后点击 OK。

3.6.2 保存结构为 MDL Molfile 格式

一种比较标准的文件格式是由 MDL 公司开发的 MDL molfile 格 式。注意: 只有结构式可以存盘, 图象和文字不能以这种格式存盘。

1. 选择您要存盘的结构式。

1 SK2 格式的细节请参阅

http://www.acdlabs.com/products/draw_nom/draw/chemsketch/

(31)

2. 从文件夹(File)菜单选择输出(Export)命令, 在对话框下部的文件 类型选择栏中选择 MDL Molfiles:

3. 输入文件名和路径, 点击 OK。

3.6.3 打印

其它方式保存您的工作将打印报告。在开始的打印之前, 核实页 面设置。

1. 若您想设置海报选项,从文件菜单, 选择页面设置显示您能 指定纸张大小, 取向等(更多有关海报制作的细节可在 11.3 获 得)。

2. 点击 OK 保存。

(32)

3. 点击全页(Full Page)键 进行预览。

4. 进行适当的调整。

5. 从文件夹(File)菜单选择打印( Print) 或者点击 。点击 OK 开始打印。

3.6.4 在文件中插入结构式

有时侯您需要将结构式插入其他类型的文件中。例如: Word document, Excel spreadsheet 等。

1. 选择所需的结构式。

2. 若想从图画板拷贝结构式, 单击拷贝键 。 或者

从编辑(Edit)菜单键选择拷贝 Copy 命令。

或者

在键盘上按 CTRL+C 键。

3. 然后在您选定的文件中, 点击粘贴(Paste)键。

重要说明: 当把结构式粘贴至其他文件时, 如: Microsoft Excel, 结构 式可能会变成数字或者图形(MDL molfile 格式), 为了得到结构式, 可 以点击特殊粘贴(Paste Special), 在粘贴选择(paste options)中, 选择 ACD ChemSketch 2.0 Object 或者 Picture 键, 前者将结构式作为 OLE 物体插入, 因此您可以将插入的结构式通过 ChemSketch 进行修改。

(33)

4. 绘制更复杂结构

4.1

目标

在这一章中,主要讲解以下内容:

 如何用化学基团表画化学基团;

 如何迅速地画环结构;

 如何删除和替换原子;

 如何画双键和三键;

 如何画原子的电荷,阳离子和阴离子;

 如何改变不同原子的性能。

4.2

使用基团表

化学基团表(Table of Radicals)中包括预先画好的氨 基酸及其保护基的结构,还有核甘酸及其他常用结构。

1. 在常用工具栏(General toolbar)点击保存文件 (Save File) ,然后点击新页面 (New Page)在同一文件中 开始新的绘图。

2. 在参考工具栏(References Toolbar)中点击基团表

(Table of Radicals),显示如下基团:

(34)

3. 在表中点击环己烷键(Cyclohexane) 。环己烷键被选 定 , 同 时 选 定 屏 幕 右 边 的 参 考 工 具 栏 (References toolbar)。

4. 对环戊烷键 和羟基 重复以上步骤。

注意:当基团表中新的化学基团被选中后,在参考工具栏中将自动添 加该键。可通过双击该键或在参考工具栏再选择 YES,删除该键。

4.3

使用环节构

1. 在右边参考工具栏中选择环戊烷键 (Cyclopentane) , 或者从化学基团表中选择。

2. 在工作区点击创建新的五元环。

3. 在同一工具栏中,选择环己烷离子 ,将鼠标移动到环

(35)

戊烷键

,

再点击创建如下结构 。

4. 重复以上步骤,创建如下结构:

5. 点击垂直键(Set Bond Vertically) ,再点击箭头所

指的键 ,使结构围绕该键旋转:

6. 在基团表中点击 COOH 按钮 。

7. 点击箭头所指的原子 ,以衍生出羧基:

4.4

删除原子和基团

我们将在

O OH

O

OH O O H O O

H O O H

O O H

结构删除箭头所指的原子

(36)

使其成为如下结构

O C H3

CH3

CH3 CH3 CH3

您可以这样作:依次删除每个原子,或一次自动删除所有原子。

4.4.1 同时删除多个原子

在这个部分, 您将学会怎样立即删除所有必需的结构元素:

1. 点击结构工具栏中套索开关键(Lasso on/off) ,以激活套索 选择模式 。注意此时选择/移动工具 (Select/Move)也被 激活。

2. 用套索线围住所有要删除的原子。

O

OH O

OH O O H O O

H O O H

O O H

3. 点击工具栏中的删除(Delete)键 。点击任意一个被选定的原 子,将它们全部删除。

或者

在键盘上按Delete删除。

注意:您可以通过套索(Lasso selector) 和矩形套索(Rectangle selector) 选定原子、键和图象。不选择图象时,点击任意空白即 可。

(37)

4.5

替换原子

替 换 箭 头 所 指 的 原 子 , 使 结 构O

C H3

CH3

CH3

CH3

CH3

成 为 :

NH

N N

H NH

N N

O

O H

OH

OH NH2 NH2

1. 点击原子工具栏(Atoms toolbar)中氮原子键 ,再点击所有细 箭头指定的碳原子。

2. 点击原子工具栏中氧原子键 ,再点击三个粗箭头指定的碳原 子。

注意:在连续画图模式 下,您不能替换原子(见 3.2.8 章)

4.6

设置双键和三键

1. 在

(DrawNormal), (Draw Continuous)或 (Draw Chains)任一处于激活状态下时,点击箭头所指的键

NH

N N H

NH N N

O O H

OH

OH NH2 NH2

使其变成双键:

N

N+ N NH

N N

O

O H

OH

OH NH2 NH2

2.

使用改变双键(Change Double Bond)或氢原子位置(Hydrogen Position)键 ,可以使结构更精细。选定这个键,并点击箭头 所在的氢原子和双键。注意:氢原子围绕氮原子和氧原子移动,

(38)

双键围绕单键移动。

N

N+ N N H

N NH2

NH2

O O H

OH

OH

3. 在常用工具栏,点击保存文件 ,然后点击新建页面 。

4.7

标定电荷和定义阳离子与阴离子

本章将画下列结构:

1. 在原子工具栏中选择碳原子 键Carbon ,并且保证通用画图 工具处于激活状态( Draw Normal ),画出如下结构:

CH3

C H3

2. 选择氮键( Nitrogen ),并且点击中间的碳键,用氮替换碳:

3. 点击原子工具栏中的Increment (+) Charge 键 的右下角 的三角形扩展得到以下各项:

(39)

Increment (+) Charge 正电荷 Decrement (-) Charge负电荷 Radical自由基;

Positive Radical Ion正离子基;

Negative Radical Ion负离子基.

4. 点击负电荷Decrement (-) Charge 键 ,然后点击NH ,得到一 个阴离子:

N- CH3

C H3

5. 右 击 鼠 标 得 到 正 电 荷 键 Increment (+) Chargel ( 或者 选 择 ),双击将得到阳离子:

NH2+ CH3

C H3

注意: 当阳离子或者阴离子加到非金属结构中时,氢原子将根据化学 键的需要自动加上或者删除。

6. 选择自由基键 Radical ,点击NH2 得到自由基:

N CH3 C

H3

7. 在空白处右击鼠标得到正离子基或者选择相应的键 ,点击氮原

子,得到如下结构: NH+ CH3 C

H3

8. 右击鼠标得到负离子基或者选择相应的键 ,点击氮原子,得到

(40)

如下结构: NH CH3 C

H3

9. 选择删除键 Delete ,点击右侧的CH3 将其删除。

10. 多次点击将得到singlet biradical ,点击N得到以下结构:

N

C H

3

11.继续在自由基状态下点击N,将得到以下结构:

N C H

3

12.在常用工具栏,点击保存文件 ,然后点击新建页面 。

4.8

标记键

使用键标记工具,用附加点来指示结构。

1. 在原子基团表中,点击苯 ,然后在工作区的空白处单击。

2. 在原子工具栏中,点击碳原子 ,这时我们可以注意到常 用绘图工具 被自动激活了。

3. 点击苯顶端的原子来添加一个甲基:

4. 在原子工具栏点击溴原子

(41)

5. 使用选择/移动工具 或旋转/调整工具 选定结构下部的 五个原子:

6. 在结构工具栏上,点击键标记 或阴影键标记工具 。被 选中的原子就被出现的键标记连接起来了:

在结构上,溴可以连接在甲苯下部五个碳原子中的任何一个,

ACD/ChemSketch 让你借由可变附着点的加良把这个现象变的更加 明显。

4.8.1 原子团标记键

从 9.0 的版本开始,您就可以通过附加模块和公式来绘制结构以 替代额外的或是无关的结构的原子团本身。这种特殊类型的结构标记 对化学结构的变化或是质谱的变形的指示是很有用的。

1. 应用该选型,同上述方式绘制甲苯然后选择结构中五个较低 的原子。

2. 在结构工具栏中,点击增减原子团标记键的按钮:即 或

3. 在出现的定义标记质量差的对话框中,选择 Addition 和 Mass

(42)

选项,然后在对应的框中输入 79.9:

4. 点击 OK。您可以看到如下结构之一:

5. 在常用工具栏,点击保存文件 ,然后点击新建页面 。

4.9

使用立体键

ACD/ChemSketch 让你为手性和非手性中心产生立体的描述符 并为一个双键结构。

1. 使用上述工具绘制下面一系列结构:

提示:要绘制立体键,请在结构工具栏中点击 Up Stereo Bonds 或 者 Down Stereo Bonds 。然后在化学结构中点击目标键就可将其

(43)

转换成立体键了,或者从原子拖拽到一个空白区,或者简单的点击一 个已有原子(如果原子工具栏中被激活的原子和已有原子是同一原子 的话)。您可以根据您的需要多次点击键来改变立体键的方向。

2. 选中全部结构。

3. 在工具(Tools)菜单中,指向生成(Generate)然后点击立体描 述符(Stereo Descriptors)(在结构模式和绘图模式下您均可以进 行该操作)。立体描述符就会在结构中相应的手性中心和双键上显 示了:

4. 下面是可用的描述符:

S

R

描述一个手性中心的构型

E

Z

描述一个双键的构型

 小写

r

s

描述的是非手性中心

5. 从选项菜单选择参数设置来改变描述符的颜色。

6. 在出现的参数设置对话框中转换到结构(Structure)标签,然后在 自动/手动编号调色板中选择适当的颜色。当您再次使用立体描述 符的时候,定义的颜色将会被运用。

注意:如果工作区没有结构被选中,当前页的所有包含手性中心或双 键的结构将会自动生成可能的 Z/E 或 R/S 异性立体描述符。

7. 在常用工具栏,点击保存文件 ,然后点击新建页面 。

(44)

4.10

绘制配位键

绘制配位键的方法有多种。ACD/ChemSketch 将让您学会四种类 型的绘制方法。我们一起来绘制如下结构:

1. 使用原子基团表或者参考工具栏上的按钮,将苯环粘贴到工作区:

2. 在结构工具栏点击设置水平键 然后点击下图中的键来转动苯 环:

3. 激活正常绘图工具 ,在元素周期表 中点击锂 然后点击 OK。指向苯环最左边的原子组并拖拽出锂:

4. 点击原子工具栏中的碳原子 然后点击画链 工具。拖拽到一空 白区域那么就得到一个包含 9 元素的链了。拖拽时,将链移动到 结构的左边,不要碰到结构:

(45)

注意:如果在 Preferences 对话框中(常用标签),Informative Cursor 选 项被选中,在您绘制链的时候您将会在旁边看到元素的个数。

5. 在工作区弹右键转换到正常绘图 工具并在原子工具栏选取氧

。点击按钮并在下图箭头标记的地方替换为氧原子。

6. 在结构工具栏,点击配位键按钮 上的白色三角然后选择虚线箭 头按钮 。

7. 从一个氧原子拖拽到锂原子来用配位键连接它们。当您松开鼠标,

配位键就出现了:

(46)

注意:如果键箭头被错误定向,指向键就会被高亮提示,点击后来改 变定向。

8. 用同样的方式,从氧元子拖拽到锂原子来绘制其他的配位键:

9. 点击优化结构 来标准化所有键长和键角:

您可以通过以下结构来练习配位键的绘制:

(47)

注意:尽管看起来和普通键一样,配位键并不影响原子的化合价及电 荷。所有类型均按同一方式编码,所有以上三种绘制描述的是同一结 构。

10. 在常用工具栏,点击保存文件 ,然后点击新建页面 。

4.11

离域电荷及曲线

离域键和离域电荷可用来绘制反应中间产物,离域电荷和有多中 心配位键的有机金属结构。我们将通过下面的结构的绘制来练习该类 型键的使用:

1. 在参考工具栏或原子基团表中,选择环己烷 并粘贴到工作区 中。

2. 在原子工具栏中,点击碳原子 。通过从环上原子的拖拽,导出 多个甲基:

(48)

3. 如果原子工具栏中没有溴原子,从元素周期表中找到并选取,若 可用——直接点击。点击环上部的原子导出一个新的键。

4. 点击氢并从同一原子拖拽导出另一个键:

5. 激活选择/移动 工具。按下 SHIFT 键并逐个点击下图所示的键:

6. 在结构工具栏,点击实心离域键(Solid Delocalization Bond) 将 其应用到所选键上:

(49)

7. 在原子工具栏上点击正(+)电荷,指向离域键的中心在出现的 高亮区点击就可以将其变为正电荷:

注意:如果您想要让加号变得更现眼,您可以通过 4.13 中的改变属 性来改变它的大小。

现在,您可以通过如下结构的绘制来进行练习:

8. 在常用工具栏,点击保存文件 ,然后点击新建页面 。

4.12

更多键类型

在这一节中,我们将学习绘制包含能够指示不明双键结构和手性 中心结构的不明确的单双立体键的结构:

(50)

1. 从参考工具栏或者是原子基团表 中使用苯环 来插入图示 两个结构:

提示:在结构工具栏中点击设置水平键 来旋转插入的模板。

2. 在原子工具栏,点击氮原子 并按下图所示通过鼠标的拖拽和释 放来连接两个环:

3. 在原子工具栏中点击碳原子 并通过如下的方式来点击原子以 增加一个基团:

4. 在原子工具栏,点击氧原子并在标记出的原子上向左上方拖拽出 一个基团:

(51)

5. 在结构工具栏上点击 Undefined Stereo Bond 上的白色三角按 钮来显示更多键类型。点击 Undefined Double Stereo Bond 来选 择它。点击所示键用其他类型来取代:

6. 从结构工具栏中的同一按钮中选择 Undefined Stereo Bond 并 点击所示结构用以替换:

于是,将会显示出如下的结构:

您可以通过尝试以下结构来练习其他类型键的绘制:

 空心楔形有时候用于描述空间原子的排布。等同于相对普遍的向 上的立体键:

(52)

 离域键或半序键可用于描述双键、异构体或芳香结构的离域:

 四联键用于描述一些有机金属联合体的结构:

7. 在常用工具栏,点击保存文件 ,然后点击新建页面 。

4.13

改变原子属性

如果您想显示 ACD/ChemSketch 中绘制的结构的化合价或者是 某个原子的同位素的质量——甚至是改变原子的字体或大小——那 么您就要用到属性面板了。

您可以使用在 4.11 中绘制的结构。下面我们一起来改变加号的 大小并将可见元素符号加粗:

1. 在结构工具栏,点击选择/移动

(53)

2. 指向加号然后双击。这将调出属性面板。转到原子标签:

3. 如您所见,在预览区下方的按钮让您可以改变元素符号和电荷

。字体大小,选择 14 号:

4. 点击应用键(Apply)来显示选择部分的效果:

5. 选择结构的其他部分或整个结构然后双击,从属性面板中尝试修 改其他不同属性。

(54)

6. 在常用工具栏,点击保存文件 ,然后点击新建页面 。

(55)

5. 超级结构、简化线性分子式和化学反应式

5.1

目标

本章讲解如何画更为复杂的结构,主要讲解的两个内容是:二维 (2D)优化和三维(3D)优化。对于初学者,请务必在读完前面章节以后再 阅读本章。具体内容如下:

 如何利用 2D 优化和清理(Clean) 工具功能画环烷烃和氨基酸;

 如何将化学结构式转化成简化线性分子式(SMILES),如何做相反 的转化;

 如何用 3D Optimization 优化工具 画[2,2,2]环己烷, 三蝶烯 (triptycene),立方烷(cubane)和 C20球碳结构(dodecahedrane)的 3D 优 化结构;

 如何画化学反应式。

 使用反映计算器——仅限商业版!

5.2

2D-优化

清理功能(Clean) 可以理解为 2D 的优化。例如:可以重新画和调 整大小,以使所有键长和键角符合标准。使用该功能,您可以很容易 地画出完美的结构。下面给出一些实例:

5.2.1 创建环烷烃结构



该部分可由公司网站电影区(MOVES)中下载,文件名为:

(56)

cycloalk.exe

使用该技术,可以很快画出完美的环烷烃结构,下面是如何画环壬 烷:

1. 在原子工具栏(结构模式),点击碳原子 。

2. 在结构工具栏,选择画链工具(Draw chains) ,并在工作区画 出9个碳的链。注意游标显示着链中原子数。

C

H3 CH3

3. 在结构工具栏,点击上下翻转按钮 结构就被颠倒了:

4.

点击鼠标右键,选择通用画图工具(Draw Normal) ,由一个原 子拉到另一个原子,以建立连接的键

5. 点击清理结构键(Clean Structure) 得到如下结构:

练习用以上方法画10个碳和8个碳的环。

6. 在常用工具栏,点击保存文件 ,然后点击新建页面 。

5.2.2 画环形的缩氨酸



这部分可由我公司网站中下载或在电影区(Movies)中找到,文

(57)

件名为:pept.exe。

让我们画一个如下结构,我们会再次发现结构清理键十分有效。

O N H O

H NH

O N

C H H3

O

N H

1. 确保您在结构模式下进行操作。

2. 在模板窗口切换到氨基酸的标签下,可以从打开模板窗口 按钮中找到模板窗口。

3. 从氨基酸系列中选择酪氨酸在空白区点击导入结构。

4. 从原子基团表 中选择 Alanine 丙氨酸 和 Tryptophan 色 氨酸 ,点击指定的原子,连接上相应的官能团。

提示:在固定基团到工作区前,可以按 TAB 键将结构翻转。

5. 点击右键快速切换到选择/移动 工具然后如下图将氨基拖拽 到羟基上:

(58)

6. 点击优化结构 (Clean Structure)将得到如下结构:

练习画如下缩氨酸:

5.3

简化线性分子式(SMILES Notations)

ACD/ChemSketch 可以将简化线性分子式( SMILES,全称

Simplified Molecular Input Line Entry Specification) 转化为 分子结构式,反之易然。

5.3.1 创建简化线性分子式

现在我们仍以环形氨基酸为例(5.2.2),讲解如何创建简化线性分子 式。

1. 在工具(Tools)菜单,指向生成(Generate)然后选择 SMILES Notation 命令。创建的简化线性分子式出现在结构式的下面:

(59)

2. 您可以按 CTRL+C 将其复制到 Windows 的剪贴板,通过菜单命令 或 CTRL+V 粘贴到其他外部文件中。

注意:如果有多个结构式,您不必分别选择每一个结构式,再转换成 SMILE Notation,只要不选择任何结构式,点击 SMILES 后,所有的结构 的 SMILE Notation 将在一行显示,中间有一点隔开。

5.3.2 从简化线性分子式创建结构式

现在我们将进行相反的过程,将简化线性分子式(SMILES Notations)转化成结构式。

1. 选择由前一节得到的线性分子式:

2. 从工具菜单栏 ( Tools) 选择 Generate Structure from SMILES 命令, 结构式将出现。这个结构式与前面得到的相同。

(60)

3. 若您确实没有将线性分子插入到工作区或者分子没有被选中,选择 Structure from SMILES 命令,在出现的对话框中您可以手动输入线 性分子:

4. 点击 OK。生成的结构以阴影的形式附着在鼠标下:

5. 点击工作区置入结构。

6. 在常用工具栏,点击保存文件 ,然后点击新建页面 。

5.4

IUPAC国际化学标识分子式

ACD/ChemSketch 可将 IUPAC 国际化学标识分子式(IUPAC International Chemical Identifier) 转换成结构,反之亦可。

InChI 程序于 2000-2004 年间在 IUPAC 项目下开发的。该技术由美 国 NIST(National Institute of Standards and Technology)首先实现。

更多关于 InChI 的信息可在 IUPAC 的网站上获得:

www.iupac.org/inchi

5.4.1 生成国际化工标识分子式

现在,我们将把(1S)-1-(1H-咪唑-4-基)乙醇。

(61)

1. 用已学的知识绘制如下结构:

2. 在工具菜单,指向生成,然后选择 InChI 选项。在出现的对话框 中,如图设置选项然后点击 OK:

3. 在工具菜单中,指向生成,然后选择 InChI for Structure.生成的分 子将出现在结构的下方:

注意:您可以按 CTRL+C 将其复制到 Windows 的剪贴板,通过菜单 命令或 CTRL+V 粘贴到其他外部文件中。

4. 用不同的选项来重复 InChI 分子的生成;在 InChI Options 对话框 中清除 Mobile H Perception 选项并选择 Stereo Options 下面的

(62)

5.4.2 从国际化学标识分子式生成结构

现在我们尝试将任务倒置——从 InChI 分子来引导生成结构。我 们直接引用上一节生成的分子来生成结构。

1. 首先选择上一节创建的文本串分子:

2. 在工具菜单栏中指向生成,然后选择 Structure from InChI.结构将 会在文本串分子下生成。如你所见,生成的分子和上一节中的 InChI 结构是一样的:

3. 现在选择第二个 InChI 分子然后再次选择 Structure from InChI 命 令。您可以了解到立体异构并没有被映射:

5.5

3D-优化

本章讲述如何创建一个含有非标准角度和键长的结构。画这样的 结构是很难的。3D 优化和 3D 旋转使您可以很容易完成这些任务。

(63)

这些功能使在 ACD/ChemSketch 中创建复杂结构变得很容易。

5.5.1 创建双[2,2,2]环己烷结构



本节基于我们官方网站的影片或

\\MOVIEDS

文件夹下文件:

bicyc.exe。

1. 从选项菜单,选择参数设置,然后在出现的对话框中切换到结构 标签。

2. 在 3D 优化区,清除 Add Hydrogens 前面的复选框然后点击 OK。

3. 在参考工具栏或原子基团表 中选择环己烷 点击工作区 置入环己烷环。

4. 点击正常绘图 并按照下面的图案使用拖拽绘制出烃桥:

5. 点击 3D 优化 即获得所绘结构的 3D 样式。

注意:如果工作区中有多个结构,先利用选择工具选取将进行 3D 优 化的结构(您可以利用选择/移动 、选择/移动/调整 、3D 旋转工 具(Select/Move, Select/Move/Re-size, 3D Rotation) 。

6. 如果选项菜单下参数对话框中结构标签下的转换到 3D 旋转结构 的复选框被选中,在您 3D 优化后将自动转换到 3D 旋转模式。如 果没有选中,点击 3D 旋转 。然后指向结构的任一原子或键拖 拽到工作区上使其旋转到如下结构:

(64)

注意: 从 Options 菜单, 选择 Preferences,再单击对话窗口的 Structure 键,您可以选择背景键断开或者连接,如果在 Bonds

Intersections 中的 Enable 被选中, 则背景键断开,否则,背景键连接。

您可以改变交叉键的位置,具体做法是利用 Tools 菜单键下的 Bring Bond to Front(CTRL+F) 和 Send Bond to Back (CTRL+K). 您 也可以通过激活 Change Position 键后,单击即将改变位置的化 学键,同时按住 SHIFT 键将后面的键移到前面来。

用以上技术尝试绘制如下结构:

7. 在常用工具栏点击保存 再点击新页面 。

5.5.2 创建三蝶烯结构



本节基于我们官方网站的影片或

\\MOVIEDS

文件夹下文件:

triptyc.exe.

确定您在结构模式下进行以下操作。

(65)

1. 使用上节的技巧画出双[2,2,2]环己烷结构,或者使用模型窗口

中相应的模型或者在上面的模板中选择双环 中

的合适结构。点击粘贴到工作区。

2. 从参考工具栏或原子基团表 中选择苯环 。 3. 指向 a 键进行点击以将苯环连接该键:

4. 在 b 和 c 键上重复 2-3 的步骤将获得如下结构:

5. 如果工作区的结构不止一个,使用选择工具 中的任 意一个来选中您要进行 3D 优化的结构。

6. 点击 3D 优化将得到所绘结构的 3D 样式:

7. 如果转换到 3D 旋转模式的复选框被选中(结构标签下),3D 优 化后程序将自动转换到 3D 旋转模式,如果没有选中,点击 3D 旋 转 。指向结构中的任一原子或键拖拽到工作区即可。

8. 从工具菜单栏,选择 Show Aromaticity 来显示芳香环:

(66)

9. 在常用工具栏点击保存 再点击新页面 。

5.5.3 创建立方烷结构



本节基于我们官方网站的影片或\\MOVIEDS 文件夹下文件:

Pr_cub.exe.

确保您在结构模式下进行以下操作。

1. 由基团表中 选择环丁烷 ,在工作区点击两次,生成上下 两个正方形。

2. 选择正常画图模式 ,通过从一个原子到另一个原子拖动鼠标,

连接环丁烷分子的角:

3. 点击 3D 优化键 ,得到所要的 3D 模型。

4. 选择 3D 旋转(3D Rotation)键 。

5. 将鼠标放置在任意原子或键上,在工作区拖动鼠标旋转结构,直 到它成为您需要的结构。

(67)

注意: 从 Options 菜单, 选择 Preferences,再单击对话窗口的

Structure 键,您可以选择交叉键中的后面的键断开或者连接,如果在 Bonds Intersections 中的 Enable 被选中, 则后面的键断开,否则,后面 的键连接。

您可以改变交叉键的位置,具体做法是利用 Tools 菜单键下的 Bring Bond to Front(CTRL+F) 和 Send Bond to Back (CTRL+K). 您也可以 通过激活 Change Position 键后,单击即将改变位置的化学键,同 时按住 SHIFT 键将后面的键移到前面来。

利用以上技术,试着画出以下结构:

6. 在常用工具栏点击保存 再点击新页面 。

5.5.4 创建C20球碳分子



本节基于我们官方网站的影片或

\\MOVIEDS

文件夹下文件:

fuller.exe.

确保您在结构模式下进行以下操作。

1. 在原子团表 中选择环戊烷 ,在工作区点击,放置该结构。

2. 在环的每个边点击,形成另外五个环:

(68)

3. 点击鼠标右键,选择选择/移动工具 。

4. 通过拖动鼠标将原子 a,c,e,g,i 移动到原子 b,d,f,h,j 形成如下结构。

5. 在左边原子工具栏中选取碳原子 ,点击箭头所指的点:

6. 通过拖动鼠标用单键连接甲烷基团,得到下面的结构:

7. 点击 3D 优化键 (3D Optimization),得到所要求的 3D 模型。

8. 选定 3D 旋转工具(3D Rotation) ,将鼠标放置在任意原子或键 上,在工作区拖动鼠标旋转结构,直到它成为您所期望的结构。

注意: 从 Options 菜单, 选择 Preferences,再单击对话窗口的

(69)

Structure 键,您可以选择交叉键中的后面的键断开或者连接,如果在 Bonds Intersections 中的 Enable 被选中, 则后面的键断开,否则,后面 的键连接。

您可以改变交叉键的位置,具体做法是利用 Tools 菜单键下的 Bring Bond to Front(CTRL+F) 和 Send Bond to Back (CTRL+K). 您也可以 通过激活 Change Position 键后,单击即将改变位置的化学键, 同时按住 SHIFT 键将后面的键移到前面来。

使用以上技巧尝试绘制以下结构:

提示: 如果优化后的结构是如下结构,而不是十二面体结构(fullerene),

那么说明优化过程的结果是一个不寻常的值.这种情况下。您可以点 击重做 (Undo)键, 回到优化以前的结构, 然后点击清洁键

(Clean Structure),或者点击 选择/移动键 (Select/Move),移动一 些原子,重新进行优化。

9. 在常用工具栏点击保存 再点击新页面 。

(70)

5.6

绘制、标记和映射化学反应

本节将说明如何绘制化学反应和复杂化学图案的手动或自动绘制。

5.6.1 绘制化学反应



本节基于我们官方网站的影片或

\\MOVIEDS

文件夹下文件:

reaction.exe.

本节我们来绘制如下反映图形:

1. 从原子团表中 Table of Radicals 选择苯环 Benzene 。 2. 按键盘上的 TAB 键,将悬在光标上的苯环翻转,然后在空白区点击,

得到苯环,然后在苯环上的相应的位置点击,得到以下结构:

注意::当将几个结构画在一起时, 可以将光标直接点在即将连接的键 上。

3. 按住 键盘上的 TAB 键,将悬在光标上的苯环阴影翻转,然后点击空 白处,右击鼠标,悬在鼠标上的阴影将消失:

4. 点击常规画图工具 ( Draw Normal ),然后在一个独立的苯环的 双键上点击,得到三键:

(71)

5. 按照 Section 6.4.2 节中所讲的画出三将军结构如下:

6. 从结构工具栏中,选择 Reaction Plus 键 ,在以下两个结构之间 点击,得到加号:

+

7. 点击反应箭头键( Reaction Arrow) , 在反应物和生成物之间 点击并拖动鼠标,得到箭头:

+

注意: 点击 Reaction Arrow 键 右下脚的三角,可以得到一系列的 不同形状的箭头。一些箭头被视为图形模式的物体,所以不能正确地 输出至其他文件。

8. 如果要移动加号或者箭头,可以点击选择/移动键 Select/Move 工具 , 然后将光标指在要移动的物体上,拖动鼠标。

5.6.2 标记化学反应

本节我们学习如何在化学反应图形中添加实验条件:

(72)

1. 在结构工具栏,点击反应箭头标签 。 2. 点击反应箭头调出编辑反应条件对话框。

3. 在编辑反应条件对话框的上部方格中输入 25 然后在对话框的右

边点击℃ 。

4. 在下面的方格中输入 benzene 苯。

5. 点击 OK 关闭对话框。现在反应如下:

5.6.3 映射化学反应

此工具能够映射已有手工或自动绘制的反应。选择不同的颜色来区分 自动生成和手动插入。

1. 从选项菜单选择参数调出参数设置对话框。

2. 转到反应 Reaction 标签,将手绘色 Manual Mapping Color 选为红 色:

(73)

3. 转换到结构 Structure 标签,将自动/手动编号色 Auto/Manual Numbering Color 设置为蓝色:

4. 点击 OK,现在我们可以照样子开始绘制了。

5. 在结构工具栏,点击 Atom-Atom Map 来显示映射工具面板并 选择映射方式:

注意:注意到手动映射模式已被自动打开(相应的按钮被激活)。

6. 指向反应物的原子拖拽到生成物上的相应原子。

当您松开鼠标,

1

在反应图中手动映射的原子上出现了。

7. 指向下以原子再次拖拽到产物中相应原子:

当您松开鼠标,

2

出现在临近的反应物原子及对应的生成物原子上。

8. 现在,在自动映射面板,点击自动映射 。所有其它原子都被自 动赋值了。

(74)

注意:被映射的原子仅在映射工具面板被调出的时候可见。

9. 在常用工具栏点击保存 再点击新页面 。

5.6.4 计算化学反应数据——仅限商业版!

1. 根据所学知识(参见 5.6.1)绘制如下反应:

2. 在结构工具栏中点击反应计算器,然后点击反应箭头。反应计算 器的对话框将出现:

參考文獻

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