化学常用软件Chemdraw的使用教程与技能技巧

本文内容来源于网络。

ChemDraw 是一款学化学的人基本都知晓的画结构式的软件，现已更名为ChemBioDraw

前 言

笔者现在用的是ver.13。本文主要以这款进行说明探讨（2015年1月开始ChemDraw的最新版本是ver.14）。如果仅仅是画一些结构式的话，版本的更新之间的差异不是特别大。

接下来在这里主要介绍一些使用频率比较高的菜单。

File菜单打开的话，除了保存等功能以外，也可以对页面进行一些设定。

Open Style Sheets ：　因为默认的样式表画出来的结构式并不是很漂亮，所以首先选择你想投的杂志所对应的结构式。初学者的话一般推荐ACS格式。具体的在后面会介绍

Document Setting ：可以进行包括结构式的各种样式的设定。

→Layout ：　在布局方面，经常在画到一半的时候，页面空余不够了。这个时候我们就可以点击Document Size→Height・Width把操作页面扩展后，确保有足够的空间供我们作图。


→Drawing ： 在真正画图的时候经常需要调整的地方我想应该是化学键的长宽间距等等(Bonds), 下图给出了可以更改的具体的一些项目以及其代表的含义。


→Text Caption、Atom Labels　：　该选项用于更改字体的大小。图通的文本设置在Caption里,原子大小设定请用Label选项。

→Colors　：　当然背景色跟图的颜色肯定也是可以修改的，但是笔者建议白黑搭配显得更加清晰简洁，当然各有所好。

Apply Document Setting From : 如果你想使用其他的样式设定的时候所使用的选项。 点开选择最上方的other选项的话，可以选择你自己以前设定使用过的样式。这样一来，就可以方便的把用于powerpoint、poster、word各种文件的区分开来，是特别简便的一项功能。

该菜单主要用于复制、修改与一些图片等等的插入。当然其中还涵盖了ChemDraw自带的一些功能。

Copy as ： 把分子结构式转换成SMILE文字序列或者SLN文字（下图所示）序列，可以把这些文字复制到剪贴板用于复制粘贴。

Paste Special　:　与Copy as相反、把文字列转换成分子结构式。


Get 3D Model　： 把平面结构式转换成三维模型。转换出来的模型双击后可以用Chem3D进行再次编辑。

Insert File　：　用于插入外部的一些图像文件，是十分有用的一个选项。

用于切换各种工具窗口的开/关。

Show Crosshair & Rulers　：　显示十字线、标尺。主要便于调整化合物的位置。

Show Main、General、Style Toolbar　：　这三项在画结构式的时候很有用，一般都需要点开显示出来。

Show Analysis、Chemical Properties　：　当画完化学结构时候，用于预测化学物理性质等数据(分子mol量，分子质量分布，沸点等等)。该选项一般是必用项目。

Show Character Map　：　当需要使用希腊字母等特殊文字的时候使用的选项。当然Symbol字体也可以代用，但是在这里点开的话更加一览无余，更方便查找插入。


Show Chemical Warnings　：　在画结构式时可以检查出你的原子价态是否出现问题，一旦出现问题，它会自动以红色标出提醒。

Actual Size, Fit to Window, Magnify, Reduce　：　调整画面表示的倍率。 Actual Size表示100%的倍率。Fit to Window就如字面意思一样，调整到契合窗口大小。Magnify是扩大。Reduce就是缩小的意思。

该菜单用于多个化合物之间的位置关系的调整，以及化合物的一些修饰美化等。

Fixed Lengths & Angles　：　指定并且统一化合物键的线长，以及结合角度。基本上都是默认的已选项目，不需要刻意去选择好。

Show Stereochemistry　：　显示表示立体化学的参数（R, S, E, Z)。可以根据个人喜好设定。

Align, Distribute　：　对所画的多个化学结构式，反应式进行排列，对其。该选项尤其在做成Table或Scheme的时候特别游泳。

Add Frames　：　在图上添加各种框架。


Group, Ungroup　:　把多个对象化合物编成一个group，也就是把自己指定的化合物全选的功能。Ungroup相对的就是解除全选。

Join : 选定两个化合物各自的一个化学键，使这两个化学键自动成键的功能。下图给出了具体的例子。当你写一个连续反应式的时候，该功能十分实用。


Bring to Front, Send to Back : 调整两个重叠的化合物之间的前后关系的功能。一个个通过菜单来设定的话挺麻烦的，请记住他们的快捷键(Windows的话是F2, F3)，这样效率就会大大提高。

Frip, Rotate, Scale ： 依次是图形的反转，反转与扩大缩小。Horizontal表示左右方向的、Vertical表示上下方向的。这是一个十分有用的功能。

针对画好的结构式为对象的一些操作。

Check Structure ： 检查所画分子是否正确。

Clean Up Structure ： 以Document Settings Drawing指定的键长，结合角度等为基准自动帮你调整。其中有时只调整分子中的一些基团。

Expand Label　：把缩写的取代基以完整的结构表示出来。

Contract Label　：　与Expand Label相反、将一些基团转换成其缩写模式。


Add Multi-Center Attachment　：　用于表示部分结构式交叠共轭时的结构。如下图第一例所示的Cp环π-烯丙基种。

Add Variable Attachment　：　这个选项用来表示拥有多个同分异构体的化学结构，如下图第二例所示。


Predict 1H-NMR Shifts, 13C-NMR Shifts　：　预测所画化学结构式的氢谱跟碳谱。

Convert Name to Structure, Convert Structure to Name　：　由化学名自动给出相应化学结构，或者已知化学结构自动给出其命名。

其他比如：Text、Curves、Colors、Help等菜单选项，就如同字面意思一样，比较容易理解，功能也没那么多，这里就不多做介绍了。

接下来我们就具体到实例来一起看看怎么把这些功能组合在一起使用。可能由于版本的差异，或许会有所不同，笔者所用的是Version.13.

这次我们以下图所示反应（L-薄荷醇的合成反应）作为例子、来简要叙述下其画法。

①　、使用工具栏中的绘图工具条进行绘制原料化合物。

在我们画双键以上的多重结合键的时候，要用到下图所示的多键绘图工具栏。当然在画三键的时候，可以在单键的基础上连续画三次，或者把鼠标移到单键上，按下数字3即可。另外双键的样式也有三种形式(下图右侧所示)，只需要在最初画好的双键上左键点击就能调整出自己想要的双键样式。

②、画好原料后，复制粘贴，并且在中间用箭头把两个原料化合物连接起来。

选择已画化合物有两种方法、①、鼠标左键双击化合物 ②、用套锁或矩形工具圈住选定化合物。要同时选取多个化合物的话，按住shift键进行前述操作即可。在选取好对象后，在进行复制→粘贴工作，复制粘贴的话当然可以直接用快捷键Ctrl+C→Ctrl+V完成啦。

③、修正反应后的结构。

④、重复同样的操作。

⑤、整齐排列多个化合物。

要对其一列的化合物的话，首先全选这个scheme，然后在选择好的状态下右击→Align→T/B center(下图所示)。


在水平线上对齐后，如果要调整化合物与箭头之间的间距的话，也有一个办法，右击→Distribute→Holizontally即可(下图所示)。

⑥、最后通过文本编辑在箭头上标记上反应条件。

另外我们画好的所有的分子式的输出形式一般都会被默认为是文本形式。所以如果要把它们与文本区分开，设定成分子式模式输出的话还有一个必须的步骤-全选所有分子式，然后再Text→Style→Formula进行设定，就完成了！


对于以上所述，都能理解么？下一回我们准备再介绍一些更复杂的作图方法。

这一次，我们稍微更进一步，以Heck反应(下图)为例子介绍一下催化循环的作图方法。

①、绘制催化循环必用工具栏-箭头工具栏

一般选用3/4圆周的箭头，直径的大小可以按照自己喜好调整。

②、复制粘贴得到必要的箭头个数。

在Heck催化循环中，画有四个结构式(=连接这几个结构式也就需要4个圆形箭头)，所以复制粘贴Ctrl+C→Ctrl+V刚开始画的那个箭头，一个成四个。这边的话为了方便大家看的明白，所以右图中的箭头进行了拖动处理，实际上复制粘贴后也有可能是与原来的箭头完全的覆盖重叠在一起，这一点大家注意一下。

③、通过拖动圆周箭头的头与尾进行调整。

新版本的ChemDraw的话，我们可以通过拖动圆周箭头的头或尾部沿着同心圆的方向随意调整圆周箭头的长短以及头尾的位置。这个功能十分实用，请大家务必试试看。

④、各在每个箭头之间的间隙画上对应的化学结构式。

小窍门：当你想复制粘贴画好的结构式的时候，其实利用Ctrl+左键拖动更加方便。当画好下图的循环式的后，如果箭头跟结构式有重叠的地方的话，可以按照③种所介绍的方法，通过拖动箭头头或尾部进行微调。


如下图中的三个结构式中蓝色部分所示，当我们想调整L2Pd的位置的时候，选择这个部分，右击、Alignment→Flush Left 表示左对齐，entered就是中间对齐、Flush Right那就是右对齐。

⑤、添加外侧所需箭头与试剂种类(黑色箭头部分)。

⑥、在化学式上添加一些助于理解的颜色，大功告成！

最后的话为了便于理解，也为了更加鲜明，通常我们会在特殊的原子上着色。这个在先前也介绍过，只需要在menu项中的Colors里面选取自己所喜好的颜色，添加即可。

chemdraw使用技巧：

绘制化学式和化学反应的工具软件，ChemDraw算是最常见的一个。第一次使用ChemDraw的人会觉得好多按钮、好复杂、这么多选项到底用哪个，那么ChemDraw到底有多少个功能按钮/工具条，看看下面这张截图，除了模板和一些不重要的小工具条外，这些是所有我们可以用到的功能键。

在正常使用ChemDraw的时候，肯定没必要把这些工具条全部拖拽出来，然后再开始工作，一般保留ChemDraw默认的绘图、文件编辑、文字编辑功能就可以了，其他工具条可以在软件抬头的查看（View）按钮下查看到，随用随点。

除了寻找工具条外，还有些快捷小功能，能帮我们快速上手ChemDraw，提高工作效率，下面聊到的几点对CD老手来说绝对是司空见惯，习惯这些小功能，你也一样能成为ChemDraw的高端玩家。

1，多选取消

ChemDraw给使用者两种选择工具，一个是套索（Lasso），一个是矩形选取框（Marquee）。套索功能就是画个圈圈，把想选择的符号、键价等东西框在一起，这个很简单；另一种就是矩形选取框，画个长方形把东西框进去就行了。

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使用这两种选取框就会有个问题会出现，多框了一些东西进来。这个时候按住Shift键+鼠标左键就可以取消任何你想取消选择的内容。

2，平行拖拽

在选取化学结构后，可以随意进行拖拽。如果需要进行平行或垂直复制拖拽的话，难道还Ctrl+C，Ctrl+V，再平行对齐吗？自然不是，Shift+Ctrl+鼠标左键，只要你移动就是对正位置的横向或竖向复制粘贴。

3，清理结构

Clean up structure 算是比较经典的功能，能把手绘的分子结构转换成标准的书面的分子结构，十分实用。快捷键就是Shift+Ctrl+K。

4，名字对结构的转换

写出化学分子的通用名，ChemDraw自动将其转换成标准分子式，快捷键为Shift+Ctrl+N。举例如下图，输入diclofenac，就会跳出下面的分子式，免去自己绘制的麻烦。

如果你输入的名字没有对应的分子式怎么办，可以尝试高级一些地搜索功能：

Find Stucture from Name at ChemACX.com

一般来说，复杂的不常见的分子式都可以通过这个方法一步导入。

5，化学性质分析

Analysis window 和Chemical property window。可以在软件抬头的查看（View）菜单中找到。这两个窗口给出一些基本的化学属性，比如MW、pKa、MassSpec等等。举个栗子如下：

6，NMR预测

NMR图谱预测也是一个比较实用的功能，但是预测图谱和实际实验得到的图谱可能是有差别的，所以NMR预测只能作参考。对于不擅长分析化学的同学应该算是个利器，通过了解预测图谱，至少我们可以开始看懂NMR信号图啦！举个栗子：

7，热键设置

HotKeys就是热键功能，能帮助我们在绘制化学分子式的时候快速添加元素、基团或者化学键。

总结如下：