环境过程模拟论文.doc

南京理工大学研究生课程论文科 目： 环境过程模拟 学 院： 专 业： 姓 名： 学 号： 任课教师： 评语与成绩：浅谈ChemDraw在生物化学中的应用摘 要:ChemDraw是世界上最受欢迎的化学结构绘图软件之一,是很多论文期刊指定的格式。本论文详细介绍Chemdraw模块的功能及其在教学过程中的应用,希望对生物化学工作者使用该软件时具有一定的指导作用。关键词:ChemDraw功能 应用 绘图APPLICATION OF CHEMDRAW IN BIOCHEMISTRYAbstract: ChemDraw is one of the most popular chemical structure drawing software in the world. In this paper, the function of Chemdraw module and its application in teaching process are introduced in detail. It is hoped that it will be helpful for biochemical workers to use this software.Keywords: ChemDraw function ,application, drawing目 录引言11 ChemDraw的基本功能11.1绘制分子结构及几种典型物质的结构11.2绘制反应方程式11.3进行文本及绘图操作22 ChemDraw的基本应用22.1绘制物质的分子结构22.2与分子结构绘制相关的文本操作32.3绘制与结构和反应有关的线和箭头33 实验装置图44 核磁共振图谱45 ChemDraw化学结构信息的功能56 结语5参考文献6引言ChemDraw 软件是目前国内外最流行、最受欢迎的化学绘图软件绘图软件, 主要用于绘制有机分子结构式及反应方程式等1, 2。它是美国CambridgeSoft 公司开发的ChemOffice 系列软件中最重要的一员3。由于它内嵌了许多国际权威期刊的文件格式，近几年来已成为了化学界出版物、稿件、报告、CAI 软件等领域绘制结构图的标准。ChemDraw 软件功能十分强大。可编辑、绘制与化学有关的一切图形，如建立和编辑各类分子式、方程式、结构式、立体图形、对称图形、轨道等，并能对图形进行编辑、翻转、旋转、缩放、存储、复制、粘贴等多种操作。用它绘制的图形可以直接复制粘贴到Word 软件中使用。最新版本的软件还可以生成分子模型、建立和管理化学信息库、增加了光谱化学工具等功能4。1 ChemDraw的基本功能1.1绘制分子结构及几种典型物质的结构Chemdraw软件的主要功能就是绘制各种形状的化学分子结构及化学图形, 并且具有一般绘图软件所不具备的化学分子图形编辑功能。软件本身附带了多种应用模板, 其中以 “ ”与生物学科联系最为密切, 该模板中所包含的“AminoAcids”、“DNATemplates”、“RNATemplates”、“ Hexoses”和“BioArt”等多个选项均与生物学科相关。1.2绘制反应方程式与绘制分子结构相比, 绘制反应方程式, 仅多出反应条件部分(即箭头部分), 此部分的操作可通过点击工具面板中的模板“”来选择“”, 在文件编辑窗口中绘制出恰当大小的箭头, 再通过点击工具面板中的模板“” , 然后点击箭头上方需键入文字的区域, 键入相应的反应条件(注意输入中文时应变更为中文字体)即可。1.3进行文本及绘图操作Chemdraw软件还具有强大的编辑功能, 可以通过点击相应的应用模板完成插入文字说明、注释以及各种符号、图表等操作, 从而与绘制的分子结构和反应式互为补充。同时, 该软件还提供一系列的对齐工具, 用以协调分子结构图形5, 如工具栏Object下拉菜单中的“Align”选项和“Distribute”选项等。图 2 胸腺嘧啶的分解代谢2 ChemDraw的基本应用2.1绘制物质的分子结构以反应物为例, 如果该物质较为常用, 在Chemdraw软件工具面板的模板中可直接找到(如二十种基本氨基酸), 那么绘制时只需点击模板“”中相应的模块进行选择, 并在文件编辑窗口中绘制即可。如果待绘制的物质在模板“”中没有直接的模块可供选择, 那么就应该首先明确它的英文名称6, 例如, 图1中反应物胸腺嘧啶的英文名称为thymine。此步骤可借助于专业的生物学教材或词典查到反应物对应的准确英文名称。确定物质的英文名称后, 在Chemdraw软件工具栏Structure的下拉菜单中点击选择“Convert Name to Structure”选项, 在弹出的对话框中输入该物质的英文名称, 点击“OK” , 在文件编辑窗口中就可以直接出现它的分子结构和对应英文名称。如果只需结构不需英文名称, 可选中工具面板中的“”选项, 再点击文件编辑窗口中需要清除的英文名称, 即可将其清除。如果绘出的分子结构角度和要求的有所不同而需要进行旋转时, 可以使用“”选项将文件编辑窗口中需要修改的分子结构选中, 然后直接点击鼠标右键, 选择菜单中的“Rotate”选项, 在弹出的Rotate Objects对话框中直接输入需要旋转的角度即可;此外, 如对所绘制的分子结构有翻转需求时, 可先将其选中, 然后选择工具面板上的“”模板, 将鼠标移回已选分子结构上, 通过移动鼠标来完成图片的翻转操作。对于模板中没有现成结构, 输入英文名称又无法自动生成结构的物质, 要想绘制其结构有两种方法可供选择, 一种方法是选择工具面板上的“”等基础结构模板进行绘制组合;另一种方法是针对所要绘制的物质, 先找出其对应较为常用的类似物质, 并绘出其分子结构(方法如前面所述),然后在此基础上对照需绘物质的结构进行修改。对于绘制复杂的分子结构操作, 两种方法相比后一种方法操作起来较为省力, 但无论采用哪种方法, 由于加入人为修改, 这样绘出的结构容易产生偏差, 绘制完成后还需要借助Chemdraw软件工具栏Structure下拉菜单的“Clean Up Structure”选项来进行调整。2.2与分子结构绘制相关的文本操作绘制好物质的分子结构之后, 往往还需要注明物质名称、反应条件、元素符号等一系列文字, 此部分可统一归类为文本操作, 具体可通过点击工具面板中的模板“”, 然后将鼠标移回文件编辑窗口中进行输入来完成。鼠标点击“”选项后, 在Chemdraw软件的工具栏中会自动出现菜单, 通过它可以对所输入文字的字体、字号、对齐格式等加以选择。在文件编辑窗口中, 由于输入文字与绘制结构的位置以及结构与结构之间的位置常常不协调, 所以需借助工具面板中的“”选项来进行协调, 即选中需调整位置的文字或结构, 然后用鼠标直接拖动调整。2.3绘制与结构和反应有关的线和箭头在分子结构与反应式连接中, 线和箭头起着至关重要的作用。在Chemdraw软件中, 与线绘制有关的选项有很多, 它们相似却不相同, 用途也千差万别。例如图1中物质 -脲基异丁酸的结构上就明显标示出两种不同的线, 即“”和“” , 它们分别通过点击工具面板中“”和“”选项绘制完成;此外, 工具面板中“”、“”和“”选项可分别完成对分子结构中的双键、虚线及不规则曲线的绘制任务。与线相比, 绘制箭头较为容易, 在Chemdraw软件中所有箭头形式被统一存放于工具面板的“”模板中, 所以只需要在此模板中选择所要绘制的箭头形式, 再到文件编辑窗口中通过拖动鼠标来调整箭头的方向和大小即可。注意,箭头在使用时亦可以进行翻转及旋转等操作。3 实验装置图在研究论文的撰写过程中, 常常需要绘制实验研究所采用的实验手段, ChemDraw 提供了相应的绘制模板7。绘制时,首先选择模板工具, 然后单击Clipw are part1或是Clipw are part2 , 在弹出的工具面板中选择相应的器皿, 在绘图区单击, 再根据实验流程要求组装即得所需的图形(见图2)图 24 核磁共振图谱ChemDraw 还可预测许多化合物的1H-NMR 和13C-NMR 谱8。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Predict 1H-NMR Shifts , 即生成阿司匹林的1H-NMR 图谱(见图3)。图 3 阿司匹林的1H-NMR谱图5 ChemDraw化学结构信息的功能图 4利用ChemDraw结构分子模块,可以获得化合物分子式、精确质量、分子量、质谱分析、元素分析等结果,具体操作是在编辑区域内选择化合物结构view查看showanalysis window显示分析窗口,里面会给出分子离子峰不同m/z信号强度比例,点击paste按钮,即会将该化合物的相关化学信息显示在该分子结构的下方,如图4所示6 结语以上是Chemdraw 在生物化学研究与教学课件制作中的一些具体应用, 其强大无比的分子结构绘图和分子计算和分析功能, 不仅可用于化学教学、化学分析、化学计算、创建化学数据库, 还可用于化学研究领域, 是一个理想的桌面型化学软件, 值得化学工作者和教育工作者学习和应用。总之,ChemDraw具有强大的功能,是化学领域科学工作者不可缺少的一个化学软件9,10。参考文献1.运用ChemDraw技巧高效绘制化学结构图J .中小学信息技术教育.2005,(3):74-752.ChemDraw+Ultra在化学文档中的应用J .卫生职业教育.2005, 23(23):44-45.3fhjdChemDraw80 的使用方法介绍OE/OL2013-02-25 ishareiasksinacomcn/download/explainphp? fileid =140041614子结构绘制软件 ChemDraw.科技资讯J .2007, (3):1745ChemDraw在生物