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ChemDraw在有机化学中的应用

发布时间:2019/08/14

有机化学是一门研究有机化合物的组成、结构、性质及其变化规律的科学,在教学中涉及较多的分子结构、化学反应和抽象理论。而ChemDraw应用领域广泛是用户最看重的一点,本文将详解ChemDraw在有机化学中的应用。

一、绘制分子结构图形

ChemDraw 存贮了大量的分子结构图形, 有些化合物可以直接输入化合物的俗名即可获得其相应的结构。如绘制杀鼠灵( w arfar in) 和色氨酸( tr yptophan) 的分子结构时, 只需在ChemDraw 的绘图区域中输入w arfarin 和t ry ptophan, 然后在str ucture 菜单中选择co nv ert name tost ructure ( 根据命名创建结构) , 即得该化合物的结构。对于已经绘制出的化合物, 只要选定化合物的结构, 在st ructure 菜单中选择co nvert st ructure to name( 根据结构创建命名) 左键单击, 即得该化合物的系统命名,如图所示。

根据结构创建命名
根据结构创建命名

对一个有机物也可以通过绘制其化学结构。阿司匹林(Aspirin),化学学名乙酰水杨酸(acetylsalicylicacid),为白色结晶或结晶性粉末,是常用的解热镇痛药物,由水杨酸与酸酐经酰化制得。阿司匹林的结构式如上图所示。

绘制方法:先用鼠标单击工具图标板最下端的Benzene(苯环)工具,在绘图区中适当位置,单击鼠标左键,在窗口将出现一个苯环;选择Solid Bond(单键)工具和Multiple Bonds(多重键)工具,在连接点上拉出单键和双键;然后将鼠标移到应该出现羟基或氧原子的位置,出现连接点后,单击键盘上的O 键,即可绘制出阿司匹林分子结构式,如图左。至此绘制完成了阿司匹林结构式的主要工作,但还有一点重要的工作要做,即手工绘制时,化学键角难以精确掌握,且拖拉化学键或连接点过程中难免造成键长的变化和图形的扭曲,因此需要对图形进行整理。除可以通过拖动连接点的方法进行整理外,ChemDraw提供了更精确和更有效率的方法:单击选取框工具,选中结构式,执行【Structure】/【Clean Up Structure】菜单,自动整理图形,得到如图右的阿司匹林结构式。

阿司匹林结构图
阿司匹林结构图

二、 绘制化学反应式

制备乙酰水杨酸,常用的方法是将水杨酸与乙酐作用,生成乙酰水杨酸。反应方程式如图所示。

乙酰水杨酸反应式
乙酰水杨酸合成反应方程式

三、原子轨道、分子轨道和电子云图结构图的绘制

原子轨道、分子轨道和电子云图在结构化学的教学过程中, 不可避免的要涉及到原子轨道、分子轨道和电子云图的绘制, 手工绘制不仅费时费力, 而且效果欠佳。ChemDraw提供了s轨道、p-轨道、d-轨道和dz2 轨道的模板图形, 用轨道模板绘制轨道图非常方便。如要绘制轨道图, 只需选择轨道工具( Orbitaltool) 面板中的相应轨道, 在需要添加原子的位置单击即可, 如图所示。

轨道图
轨道图

四、 绘制实验装置

ChemDraw 可以用磨口玻璃仪器接插件迅速搭建化学反应装置。下面我们搭建一个简单的蒸馏装置。执行【View】/【Other Toolbars】/【Clipware,part1】菜单命令,将Clipware,part1 模板窗口打开;在Clipware,part1 和Clipware,part2 中依次选择合适的铁架台、铁夹、加热器、单口烧瓶、蒸馏头、温度计、直形冷凝管、接收器等模板,并将其绘制出来。将玻璃仪器在磨口处拼接好。安装完成的简单蒸馏装置如图4 所示。如果器件前后排列的次序不对,可在器件上击右键,在弹出的快捷菜单中选择【Bring to front】或【send to back】命令,将器件提到前面或置于后面,即的所需的装置图。

反应真空装置
反应真空装置

五、核磁共振图谱

核磁共振图谱ChemDraw 还可预测许多化合物的1H-NMR 和13C-NMR 谱。如要预测阿司匹林( aspirin) 的1H-NMR图谱, 首先在ChemDraw 中绘制出阿司匹林的分子结构,其次选定其分子结构, 再在structure 菜单中选择Predict1H-NMR Shift s, 即生成阿司匹林的1H-NMR图谱。

阿司匹林的1H-NMR图谱
阿司匹林的1H-NMR图谱

通过上文,大家可以了解ChemDraw在化学课件中应用的实例,掌握分子结构图形,化学反应式 、原子轨道、分子轨道和电子云图结构图、绘制实验装置、核磁共振图谱的绘制方法。如果想要了解更多教程,点击ChemDraw如何使用可获取更多ChemDraw绘制技巧。

标签:ChemDraw应用ChemDraw绘制技巧ChemDraw如何使用

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