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第三章化学办公软件ChemOffice分子式和结构式是化学家的语言，这类特殊的数据需要专门软件来处理。目前已经有了许多化学结构式编辑的软件，其功能主要是绘制化合物的结构式化学反应方程式，化工流程图、简单的实验装置图等化学常用的平面图形。使用比较广泛的主要有：ChemSketch•该软件事ACD公司开发的功能强大、安装简便、小巧灵活的化学绘图软件，其免费版本可在该公司网站：下载（部分功能应用受限）•绘制平面（2D）和立体（3D）化学结构式、反应式和化学图形；•绘图功能十分强大，具有丰富的化学图形绘制工具和各中化学符号；•内置各种模板工具栏；•可把平面结构转换为立体图形；•预测分子结构的一些基本参数、自动命名、提供同分异构体等。功能和特点：ISIS/Draw•由MDLInformationSystemsInc.公司开发，以其强大的功能及与Office套件极佳的兼容性而在国内化学界广泛流行。该软件为自由软件，无需注册，无使用期限。••绘制各种化学分子结构式、化学反应方程式以及工艺流程图等化学专业图形•以用户为主导，具有友好的操作界面•丰富完备的模板及画图工具功能和特点：ChemWindow•绘制化学图形、化学实验装置、化工工艺流程图等•化学工作者在教学和科研中的有力助手••编辑化学方程式、制作反应过程关系图、绘制化学实验装置图、绘制化工工艺流程图•提供各类化工设备的图形模板库•与光谱很好的结合，谱图库庞大，可根据化合物的结构式预测13C-NMR化学位移、红外图谱、质谱等，可读入标准格式的NMR、IR、Roman、UV及色谱图。功能和特点：ChemOffice•ChemOffice是世界上最优秀的化学软件，集强大的应用功能于一身，其结构绘图是国内外重要论文期刊制定的格式。化学工作者可以用ChemOffice去完成自己的想法，与同行交流化学结构、模型和相关信息。是化学工作者的必备软件。ChemOffice的安装•运行Install.exe文件•根据提示输入下列信息：Name:FCNiSOemail:FCN@FCN.COMSerial:011-256104-7199•选择“ActivateLater”（稍后激活），开始安装。•安装时，仅选择ChemOffice2008安装。•安装结束后，从crack文件夹中运行crack.reg文件。•从Crack文件夹中复制文件RegCodeCom11.dll至安装文件夹中，其路径为：C:\ProgramFiles\CambridgeSoft\ChemOffice2008\Common\DLLs•安装结束，可以运行文件。注意：安装结束后有提示是否需要重启计算机，选择NO。ChemOffice构成•版本为ChemOfficeUltra2008版。主要包含如下软件和组成：•ChemDrawUltra11.0：化学结构绘图。•Chem3DUltra11.0：分子模型及仿真。•ChemFinderUltra11.0：化学信息搜寻整合系统•E-Notebook11.0：整理化学信息、文件和数据，并从中取得所要的结果。3.1ChemBioDraw•ChemDraw是ChemOffice中使用最为频繁的组件，是国际上绝大多数杂志指定的论文排版软件，为不同的杂志备有不同的模板，应用最为广泛。•其理念是“化学家能懂的，ChemDraw也应该懂”。•丰富的绘图元件、能够绘制和编辑高质量的化学结构图，识别和显示立体结构，具有化学结构式与化学名称相互转换的功能；•内建NMR数据库，能够与Excel数据兼容；•能够进行网络数据库进行检索；•预测分子的常见物理、化学性质；•对结构按IUPAC原则命名；•预测质子及13C化学位移等。功能和特点：加入了更多的生物绘图元素，变为ChemBioDraw新特性：•可定制的工具栏可根据自己的工作方式修改工具栏。•化学绘图功能得到了增强（1）增强的箭头种类（2）曲线工具：分为绘制曲线（DrawCurve）和编辑曲线（EditCurve）两个工具。允许徒手画曲线，然后编辑曲线。可与填充和褪色功能（FilledandFaded）组合使用，更能与箭头工具实现互换，在绘图中创建丰富多彩的图形。•增加了对结构与性质关系的支持（1）Struct=Name（结构=命名）。系统对有确切化学意义的结构，用IUPAC规则为结构命名；给出一个化合物名称，系统那个可将其展开为化学结构，是绘制结构图更轻松。（2）ChemNMR是ChemBioDraw中又一非常实用的功能，可用于估算或显示分子中的1H、13C的化学位移。（3）可从分析（Analysis）窗口或化学性质（ChemicalProperties）窗口粘贴结构性质数据。•增加了对新的生物绘图工具的支持（1）在BioDraw工具栏中新增tRNA工具和核糖核酸工具。（2）新增了质粒图工具。（3）序列工具。可快速利用别名绘制氨基酸和核酸链，并对残基进行分别处理，如收缩、展开，改变其外观等。•增加了对文件系统的支持（1）对SD文件支持。SD文件是一种许多化学软件都通用的格式文件，可在一个文件中包括许多结构。（2）对数据库连接的支持。可及时与Internet连接并不断更新化学数据。（3）对Office2007的支持。可将结构图插入到Word文档、Excel表单、PPT演示文稿及FrontPage网页中。工具栏•除包括【File】、【Edit】、【View】、【Window】外，还有【object】（对象）、【Structure】（结构）、【Text】（文本）、【Curves】（曲线）、【Color】（颜色）等特有的菜单命令。•同时还有主工具栏、常用工具栏、对象工具栏、格式工具栏、生物工具栏等各类工具栏及其快捷按钮。•3.1.1主界面菜单栏常用工具栏格式工具栏绘图窗口状态栏主工具栏（绘图工具）选择单键多重键结构透视虚线键楔形键工具波浪键序列工具脂肪链环工具•选择工具：用于选择对象。•单键工具：用于画出一个化学单键并设置键属性。•多重键工具：画多重键、配位键并设置键属性。•曲线工具：徒手画预定义的箭头、轨道等形状•基本绘图工具：一些无化学意义的注解、方框或线。•轨道工具：画原子轨道，包含不同类型的原子轨道。•查询工具：用于画立体标记、进行原子反应映射、在查询结构中指明自由位点、指定原子间相互关系等。•化学符号工具：画具有化学意义的符号，如电荷、自由基及电子对等。•括号工具：用于画各种括号。•箭头工具：包含不同类型的箭头。•模板工具：用于从模板中选择模型绘制结构提供了数十种模板。•序列工具：含四类工具，用以创建蛋白质、DNA、RNA序列。•碎片工具：包含三种工具：碎片工具：破坏指定化学键，使分子成为两部分。离解工具：破坏化学键画出一个离解反应。合成工具：破坏化学键画出一个逆向合成反应。•环工具：画环状结构。•楔形键工具：画楔形键。•制表工具：用于多重网格制表。其中薄层色谱板（TLC）可以画出多条道的TLC图，可以方便地调整溶剂的前沿、斑点的位置和颜色。•结构透视工具：转动观察结构。•文本工具：创建原子标注或标题说明。•擦除工具：删除对象。•脂肪链工具：画任何长度的碳链。•生物绘图工具：【View】/【ShowBioDrawToolBar】,可以显示生物绘图工具栏，增加了生物和生物化学的基本元素。•对象工具：【View】/【ShowObjectToolBar】,：将对象结合成组合对象：将组合对象拆散为单个对象：将对象按左对齐：将选定对象置于其他对象上层：将对象按上对齐：将选定对象置于其他对象下层：将对象按左右居中对齐：将对象按下对齐：将对象按右对齐：将对象按上下居中对齐•ChemDraw主界面自上而下分为菜单栏、工具栏和绘图窗口。绘图窗口左侧是垂直工具栏，其中的工具和模板是化学专用的。有些模板按钮下面带有箭头，单击该按钮不松开，会在其右侧弹出子工具栏。3.1.2模板工具栏垂直工具栏上的【模板】包含了多种较复杂的分子种类和玻璃仪器模板。分别如下：氨基酸（AminoAcids）氨基酸（AminoAcidsSideChains）芳香族（Aromatics）双环（Bicyclics）玻璃仪器（Clipware）构象异构体（Conformers）环戊二烯（CpRings）环烷（Cycloalkans）DNA官能团（FunctionalGroups）己醣（Hexoses）苯环（PhRings）纳米管（Nanotubes）多面体（Polyhedra）RNA立体中心（Stereocenters）超分子（Supramolecules）ChemBioDraw包括了众多的模板，我们想画的东西多数已经包括在其中了，熟悉这些模板，我们可以根据这些模板迅速组合成希望的分子形状。3.1.3绘图实例我们主要利用ChemDraw绘制一些结构式，反应方程式，搭建化学反应仪器等。以阿司匹林结构式的绘制为例：1.启动ChemDraw；2.选中垂直工具栏最下端的按钮，鼠标变成苯环的样子；OOHOO绘制结构式3.在绘图区单击鼠标，出现一个苯环；4.单击（单键）按钮，将鼠标移至苯环的一个角上，出现深色的正方形连接点，如图所示。5.自连接点横向拉出一根实线单键，松开鼠标，自单键终点向右下方再次拉出一根单键，与前一根单键夹角约为109°，余类推。6.多重键的方法同5。7.选中垂直工具栏中的文本工具，分别将鼠标移至应该出现羟基或氧原子的位置，待出现连接点后，点击键盘上的O键。在绘制过程中，化学键键角难以精确掌握，且拖拉化学键或键点的过程中难免会造成键长的变化和图形的扭曲，因此需要对图形进行整理。除了手动调整外，还可以通过ChemDraw的相关菜单命令进行整理。8.单击选取框按钮，选中画好的阿司匹林结构式。9.执行【Structure】/【CleanUpStructure】命令，整理图形，即可将结构式整理到最佳状态。该命令可多执行几次，直到结构式的形状不再变化。使用环工具•使用环工具创建环结构，再利用擦除工具得到结构骨架，利用键工具改变键型和多重键的对齐方式，最后用热键方式添加原子标签。•点击按钮，按abcd顺序点击连接苯环；•点击擦除工具，指针指向箭头所知原子或键，依次单击删除原子或键，得到骨架结构e。要创建的结构利用环工具创建结构骨架添加双键、双键对齐与添加原子标注中找到【Bondposition】，选择right，得c结构，选择Centered，得d结构。*添加碳原子和氧原子标注（1）指针指向箭头所指的双键下端，由键盘输入“c”（此处，小写字母c为碳原子的热键），则该处显示为CH。（2）指针指向箭头所指的双键上端，由键盘输入“o”（此处，o的大小写均为氧原子的指定热键），则得最终结构。*最后保存文件反应式的绘制*为OH添加电荷符号（1）点击符号工具图标的右下角的三角，选择负电荷符号，指向OH的右上角，点击鼠标左键，输入负电荷符号；（2）调整负电荷符号在H原子周围的位置。*画产物分子先复制一个丙酮结构，然后对复制的结构进行修改。（1）点击选择工具，选择丙酮结构，按下“Ctrl”键，点击结构向右拖动，释放左键；（2）要想使复制的结构与原结构对齐，在拖动的同时按下“Shift”键；（3）选择单键工具，对复制的结构进行修改，最后得到产物分子。练习OHNH2OHNH2COONaOHNH2COOHNaHCO3,CO2120oC,4kg/cm2H2SO430oC以下,pH=3.5以氨基苯酚合成对氨基水杨酸画中间体OHO-O-OH（a）（b）（c）（d）•画中间体结构*选用弯曲线箭头，指针指向电子流动的起始双键附近，拖动鼠标，画出一个箭头；*指针指向箭头，调整末端和中部手柄；*向上拖动中间手柄减小箭头弧度，也可以拖动末端调整箭头长度或宽度。•用箭头表示双键电子的流动•使用曲线工具画箭头*选择曲线工具，从O原子右边开始拖动鼠标，画出一条曲线；*点击所画曲线，出现曲线编辑点（即图中的小方块），鼠标