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第9章化学办公软件-ChemBioOffice化学办公软件-ChemBioOffice

陈加荣陈 荣华中师范大学化学学院(第10次课)

2016年11月1日2016年11月1日

Office:Chem.731E-mail: chenjiarong@mail.ccnu.edu.cnhttp://blog.sciencenet.cn/u/anndychen

明德、厚学、求实、笃行 The Xiao GroupKey Laboratory of Pesticide & Chemical Biology, Ministry of Education

College of Chemistry, Central China Normal University1

化学家语言

分 式 结构式是化学家的 言 这类特殊的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：Chem Sketch，ISIS/Draw，ChemWindow，ChemOffice。ISIS/Draw，ChemWindow，ChemOffice。

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9.1 Chem Sketch

• 该软件由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：http://www acdlabs com下在该公司网站：http://www.acdlabs.com下载（部分功能应用受限）

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功能和特点

• 绘制平面（2D）和立体（3D）化学结构式、反应绘制平面（ ）和 体（ ）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• 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• 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、提供预测分子结构的 基本参数 自动命名 提供

同分异构体等。

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9.2 ISIS/Draw/Base

• 由MDL Information Systems Inc.公司开发，以其强大的功能及与Office套件极佳的兼容性而在其强大的功能及与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

使注册，无使用期限。

• http://www.mdli.comp

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功能和特点

• 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

• 数据库

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9.3 ChemWindow

• ChemWindow(CW)由Softshell Intern.Ltd.1989年推出首版，该软件主要功能是绘出各种结构和年推 首版 软件 要功能 绘 各种结构和

形状的化学分子结构式及化学图形，具有一般其

它绘图软件所不具备的化学分子图形编辑功能它绘图软件所不具备的化学分子图形编辑功能。

• 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

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功能和特点

• 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• 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。UV及色谱图。

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9.4 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Chem

Office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。

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ChemOffice-2008 (11.0)的安装• 直接运行setup文件 （2010, V12.0;2012, V13.0）

选择“A ti t L t ”（稍后激活） 开始安装• 选择“Activate Later”（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。

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ChemOffice-2008(11.0)的安装

• 从Crack文件夹中复制文件RegCodeCom11 dll从Crack文件夹中复制文件RegCodeCom11. dll至安装文件夹中，其一般路径为：

C:\ProgramFiles\CambridgeSoft\Chem Office2008\Common\DLLs

• 安装结束，可以运行文件。

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ChemOffice-2008(11.0)的安装

版本为ChemOffice Ultra 2008版 主要包含如下软版本为ChemOffice Ultra 2008版。主要包含如下软件和组成：

• ChemDraw Ultra 11.0：化学结构绘图。• Chem 3D Ultra 11 0：分子模型及仿真Chem 3D Ultra 11.0：分子模型及仿真。• ChemFinder Ultra 11.0：化学信息搜寻整合系统• E-Notebook 11.0：整理化学信息、文件和数据，并从中取得所要的结果。并从中取得所要的结果。

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9.5 ChemBioDraw

• ChemBioDraw Ultra是ChemBioOffice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，ChemBioDraw也应该懂

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9.5.1 功能和特点

• 丰富的绘图元件、能够绘制和编辑高质量的化学丰富的绘图元件、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；预测分子的常见物理、化学性质；• 对结构式按IUPAC原则命名；• 预测1H及13C化学位移等• 预测1H及13C化学位移等。

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加入了更多的生物绘图元素 变为 ChemBioDraw加入了更多的生物绘图元素，变为 ChemBioDraw

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新特性(Curves)

• 可定制的工具栏可定制的 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• 化学绘图功能得到了增强

（1）增强的箭头种类（2）曲线工具（Curves）：分为绘制曲线（Draw

Curve）和编辑曲线（Edit Curve）两个工具 允许Curve）和编辑曲线（Edit Curve）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（

Fill d d F d d）组合使用 更能与箭头工具实现Filled and Faded）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。

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新特性(Structure)

• 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。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(Chemical P i )窗 粘贴结构性质数据Properties)窗口粘贴结构性质数据。

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新特性

增加了对新的生物绘图工具的支持• 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（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 如收缩 展开 改变其外，并对残基进行分别处理，如收缩、展开，改变其外

观等。

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新特性

• 增加了对文件系统的支持• 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连接并不对数据库 接的支持 可及时与 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（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。(直接复制粘贴即可)

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工具栏

• 除包括【File】、【Edit】、【View】、【Window】外还有【object】（对象） 【Structure】（结构），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。

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9.5.2 主界面

常用工具栏

菜单栏格式工具栏

绘图窗口

主工具栏绘图 具（绘图工具）

状态栏

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结序

9.5.2 主界面-主工具栏

多重

构透视 波

序列工具 脂

选单键

重键

视

虚线

楔形键工具

波浪键

具 脂肪链

选择

键 键楔形键工具

环工具

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9.5.2 常用工具

• 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 轨道等形状的箭头、轨道等形状

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9.5.2 常用工具

• 基本绘图工具： 一些无化学图 无 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。

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9.5.2 常用工具

• 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、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• 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。

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9.5.2 常用工具

• 括号工具： 用于画各种括号。具 各种

• 箭头工具： 包含不同类型的箭头。

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9.5.2 常用工具

• 模板工具： 用于从模板中选择模型绘制结构提供模板 具 从模板中 模 制 构提供

了数十种模板。

• 序列工具 含四类工具 用以创建• 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离解工具 ：破坏化学键画出 个离解反应。

合成工具 ：破坏化学键画出一个逆向合成反应。

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9.5.2 常用工具

• 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。

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9.5.2 常用工具

• 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• 脂肪链工具： 画任何长度的碳链。

• 生物绘图工具：【View】/【Show BioDraw ToolBar】,

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生物化学的基本元素。

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9.5.2 常用工具

• 对象工具： 【View】/【Show Object ToolBar】,象 具 j ,

：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

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9.5.3 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（Amino Acids）氨基酸（Amino Acids Side Chains）

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9.5.3 模板工具栏

芳香族（A i ） 环（ ）芳香族（Aromatics） 双环（Bicyclics）

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9.5.3 模板工具栏

玻璃仪器（Glassware）

课堂练习题：请画出常压蒸馏装置图

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9.5.3 模板工具栏

构象异构体构象异构体（Conformers） 环戊二烯(Cp Rings)

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9.5.3 模板工具栏

环烷(Cycloalkans) DNA

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9.5.3 模板工具栏

官能团(F i l G ) 己醣(H )官能团(Functional Groups) 己醣(Hexoses)

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9.5.3 模板工具栏

苯 纳米管苯环(Ph Rings) 纳米管(Nanotubes)

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9.5.3 模板工具栏

多面体（Polyhedra） RNA

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9.5.3 模板工具栏

立体中心（Stereocenters） 超分子（Supramolecules）

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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。

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9.5.4 绘图实例

我们主要利用ChemBioDraw绘制一些结构式，反应方程式，搭建化学反应仪器等。

O绘制结构式

以阿司匹林结构式的绘制为例：1. 启动ChemDraw；选中垂直工具栏最下端的 按钮

O

2. 选中垂直工具栏最下端的 按钮，鼠标变成苯环的样子；

O

OH

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9.5.4 绘图实例

7 选中垂直工具栏7. 选中垂直工具栏中的文本工具，分别将鼠标移至应该别将鼠标移至应该出现羟基或氧原子的位置 待出现连的位置，待出现连接点后，点击键盘上的O键上的O键。

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课堂实践：绘图练习

利用ACS Document 1996格式画图

1)

2)

3)3)

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如何美化结构？

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

ChemBioDraw的相关菜单命令进行整理ChemBioDraw的相关菜单命令进行整理。

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如何美化结构？--技巧1

8.单击 选取框按钮，选中画好的阿司匹林结构式的阿司匹林结构式。9.执行【Structure】/【Clean Up St t 】命令 整理图形 即可Structure】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 直到结构式的形状可多执行几次，直到结构式的形状不再变化。

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使用环工具--技巧2

• 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，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。

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使用环工具--技巧2

点击 按钮 按 b d顺序点击连接苯环• 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

要创建的结构

或键，依次单击删除原子或键，得到骨架结

构e。

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

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添加双键、双键对齐与添加原子标注

50

反应式的绘制

* 画反应物与箭头 首先画出丙酮分子，从箭头工具中栏中选择一个合适的箭头，在丙酮结构的右边从左向右水平拖出一个箭头头。* 添加反应条件或反应介质 （1）选择文本工具，在箭头上方点击，文本框中输入“OH”；； （2）在箭头下方，点击，在文本框中输入“常温常压”（注意：要将字体首先改为中文格式的如宋体、楷体等，否则输入的是乱码）。* 为OH添加电荷符号* 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

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分子式对齐功能(多种对齐方式)

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分子式对齐功能(多种对齐方式)

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分子式对齐功能

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举例：画中间体

• 画中间体结构

OH O- O-

OH

（a） （b） （c） （d）

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举例：画中间体

• 用箭头表示双键电子的流动

选用弯曲线箭头 指针指向电子流动的起始双键附* 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整箭头长度或宽度。

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举例：画中间体

• 使用曲线工具画箭头使用曲线 具画箭头

曲线箭头表示电子流动方向

* 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

曲线箭头表示电子流动方向

* 点击所画曲线，出现曲线编辑点（即图中的小方块），鼠标变为带“+”形的手形指针，表明处于曲线工具的编辑模式。用手型指针随意拖动曲线编辑点，可拖出一条控制线，调整曲线形状。* 指针指向曲线下端 点击主菜单【Curves】* 指针指向曲线下端，点击主菜单【Curves】 /【Full Arrow at End 】，曲线变为单箭头，调整箭头形状，完成第二个箭头。

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思考题（课堂上机实践）

请用ChemBioDrawUltra 11.0或13.0画出下列方程式和结构式O1

1) N NBzN

NN

N Ph

O

O

R1 R2

[4+3] cycloaddition+

challenges

R3R3

R2

NN

O R1

?

Rchallenges1) [3+3] cycloaddition between hydrazones

and C,N-cyclic azomethine imines2) dimerization of hydrazones, etc.

in situ-generated"4-atom fragment"

2)SET

R

NNTs

N N

R

Ts

R

NNTs

B' C'*R (b ) 2+ R (b ) 1+

Ru(bpy)32+Ts Ts

B-H CHCl3

A' B' C'

Base CCl3

*Ru(bpy)32+ Ru(bpy)31+

CCl3

CCl3 D'

D'SET

R

NHN

N N

R

TsB-H

CHCl31 2

D

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