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Chemdraw软件在分子结构预测解析方面的辅助应用

发布时间:2023-02-13 15:13:29人气:2785

ChemDraw是由美国剑桥公司制作的桌面化学软件ChemOffice组成之一,是目前国内外非常流行、非常受欢迎的专业化学绘图软件,能够简单高效地进行化学图形的绘制和编辑,在有机化学,基础化学等领域得到广泛应用。


其主要应用于各类分子式、方程式、结构式、立体图形、轨道、实验装置等化学图形的建立和编辑,实际Chemdraw软件也能够应用于分子结构预测解析。


对于有机化学、材料化学而言,纯物质结构的鉴定和表征是进行后续实验的前提,而分子结构鉴定最主要的方式主要包括核磁共振(NMR)和质谱(MS)。


核磁共振(NMR):包括核磁共振氢谱(1H NMR)和核磁共振碳谱(13C NMR),是应用最普遍的结构分析方法,它主要根据谱图中的每一个峰组的化学位移、峰强度、峰组数和峰裂分情况来推断出对应的结构单元。


质谱(MS):是一种与光谱并列的谱学方法,通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术。其中高分辨质谱能够用于化合物分子量的测定。


对于初步接触化学、材料专业的同学以及其他专业涉及到结构表征鉴定的同学而言,拿到核磁、红外或者质谱的测试结果后,往往一脸懵,不知道如何入手进行图谱解析。


先学习理论知识,然后逐个解谱又会耗费大量的时间。那么有没有一种辅助手段可以帮助图谱经验较少的同学快速的确定物质结构和纯度呢?


今天小编就带大家走进科研绘图软件Chemdraw,一起看看它是如何辅助分子结构预测解析的。将以合成的目标产物苯为例进行解读。


合成目标产物:苯


工具:Chemdraw软件


目标:得到核磁共振(NMR)和质谱(MS)的理论预测图谱。


应用:可以将测试得到的外(FT-IR)、核磁共振(NMR)和质谱(MS)图谱和Chemdraw软件给出的预测图谱进行比对,迅速确定目标产物结构以及纯度。


01分子结构核磁共振(NMR)谱图预测


(1)合成目标产物分子结构绘制:苯。

分子结构绘制:苯.png

ChemDraw 中化合物结构式的绘制和修改直接利用Tools栏中的绘图工具即可实现,“苯”直接点击左侧Tools栏中的箭头结构进行绘制即可。

另外也可以在Structure中选择Convert Name to Structure,在出现的对话框中输入Benzene,就能快速得出其结构式。

(2)如下图所示,选中所绘制的分子结构式,然后依次选择点击菜单栏中的Structure- Predict 1H-NMR Shifts和Predict 13C-NMR Shifts。

绘制的分子结构式.png

(3)执行上述操作后,ChemDraw 会给出目标产物结构的1H-NMR和 13C-NMR预测理论谱图结果(如下图所示)。

绘制结果.png

(4)结果可以导出报告打印。点击菜单栏中的File-Save As,然后选择存储位置和格式即可(如下图所示)。

File-Save As功能.png

02分子结构质谱(MS)预测

(1)如下图所示,选中所绘制的分子结构式,然后点击菜单栏中的View-Show Analysis Window(如下图所示)。

View-Show Analysis Window工具栏.png

(2)执行上述操作后,ChemDraw 会给出目标产物离子峰不同m/z信号强度比例和质谱谱图(如下图所示)。

目标产物离子图.png

(3)若想导出质谱(MS)预测结果,点击Pste,得到最终结果,如下图所示。然后依次点击菜单栏中的File-Save As,然后选择存储位置和格式即可。

7最终结果展示.png

03目标产物分子结构迅速鉴定比对

将实验实测数据和谱图与Chemdraw给出的分子结构质谱(MS)、核磁共振(NMR)谱图预测得到的理论谱图进行对比,能够快速判断是否含有或得到目标产物。

同样,也可以初步分析判断产物的纯度。



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