昌美玉，陳 丹，裘蘭蘭，周 娟

（江蘇醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院，江蘇鹽城 224006）

0 引言

ChemOffice提供了Windows標準界面的菜單、工具條、標準行等用戶界面，組合了最常用的“化學(xué)計算、化學(xué)分析和化學(xué)建?！钡仁褂霉δ?，其建模方式種類繁多，方便快捷，制作的圖像文件能方便地插入Word，PPT等常用軟件的文檔［1-2］。ChemDraw軟件是一款化學(xué)結(jié)構(gòu)繪圖軟件，可以繪制、編輯高質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖，識別和顯示立體結(jié)構(gòu)，將結(jié)構(gòu)和名稱（IUPAC Name）進行轉(zhuǎn)換，包含NMR數(shù)據(jù)庫，能夠與Excel集成，能夠進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫信息管理等功能［3-4］。Chem3D則是一個用于設(shè)計化學(xué)模型的應(yīng)用軟件［5-6］，它用一個簡單易用的圖形界面和界面腳本將構(gòu)建、分析、計算工具融于一體。將二維平面的有機分子結(jié)構(gòu)圖形轉(zhuǎn)化成三維的空間結(jié)構(gòu)，在分子和原子水平上模擬和分析分子的立體構(gòu)象是Chem3D的一大特點。此外，Chem3D還提供了一些輔助的計算工具，且可以更好地運用到“儀器分析”的圖譜繪制中。

將化學(xué)軟件ChemOffice應(yīng)用到“儀器分析”課程中，能有效地幫助教師克服傳統(tǒng)教學(xué)手段無法直觀展示有機分子空間和立體結(jié)構(gòu)的不足，實現(xiàn)了課堂教學(xué)的延伸，更有利于學(xué)生自學(xué)和個人能力的提升。本文介紹了ChemOffice軟件在“儀器分析”課程中紫外光譜法、紅外光譜法以及薄層色譜法學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。

1 預(yù)測紫外光譜圖

紫外光譜圖，一般是紫外-可見吸收光譜，檢測的是分子吸收電磁輻射后引起的電子態(tài)的躍遷。紫外-可見吸收光譜反映的是分子的電子能級結(jié)構(gòu)，可以用來判斷分子的共軛性質(zhì)。以ChemOffice預(yù)測異喹啉的紫外圖譜為例進行介紹如下：

（1）先用ChemOffice繪制出異喹啉的結(jié)構(gòu)，單擊菜單欄的“Calculation”——“MM2”——“Minimize Energy”。

（2）在“Job”下拉列表中選擇“Minmize Energy”，點擊“Run”進行計算。接著，在Output窗口顯示計算結(jié)果。

（3）單擊菜單欄的“Calculation”——“GAMESS Initerface”——“Predict UV/Vis Spectrum”在“Job”下拉列表中選擇“Predict UV/Vis Spectrum”進行計算。

（4）預(yù)測異喹啉的紫外光譜如圖1所示。

圖1 預(yù)測異喹啉的紫外圖譜流程

2 預(yù)測紅外光譜圖

紅外光譜，通常是紅外吸收光譜，檢測的是分子吸收電磁輻射后引起的振動能級躍遷。分子中的特征官能團的特征振動對應(yīng)于特定的紅外吸收位置，因而可以用紅外光譜的吸收峰的位置來鑒別待測分子結(jié)構(gòu)。以ChemOffice預(yù)測β-萘酚的紅外圖譜圖為例，具體步驟如下：

（1）先用ChemOffice繪制出β-萘酚的結(jié)構(gòu)，單擊菜單欄的“Calculation”——“MM2”——“Minimize Energy”。

（2）在“Job”下 拉 列 表 中 選 擇“Minmize Energy”，點擊“Run”進行計算。然后在Output窗口顯示計算結(jié)果。

（3）單擊菜單欄的“Calculation”——“GAMESS Interface”——“Predict IR/Raman Spectrum”再 在“Job”下 拉 列 表 中 選 擇“Predict IR/Raman Spectrum”，然后點擊“Run”，進行計算。

（4）根據(jù)“Output”窗口所顯示的數(shù)據(jù)即可預(yù)測出物質(zhì)的紅外光譜圖，如圖2所示。

3 薄層色譜圖的繪制

ChemOffice軟件不僅可以用于光譜圖的預(yù)測，在色譜圖的繪制方面也有重要的作用。薄層色譜層析，是分析化學(xué)中的常用分析方法，它是以涂布于支持板上的支持物作為固定相，以合適的溶劑為流動相，對混合樣品進行分離、鑒定和定量的一種層析分離技術(shù)。采用ChemOffice繪制薄層色譜的步驟如下：

（1）選擇繪制薄層色譜的繪圖工具，如圖3所示。

（2）在文本框中單擊即可繪制薄層色譜圖，如圖4所示。

（3）在色譜圖中單擊可添加點樣，通過鼠標拖動可改變點樣形狀，選擇菜單欄中“Colors”中的顏色可以任意設(shè)置點樣的顏色，如圖5所示。

4 結(jié)語

本文綜述了ChemOffice在儀器分析中的具體應(yīng)用，有效地克服了傳統(tǒng)的教學(xué)手段無法直觀展示有機分子空間和立體結(jié)構(gòu)的不足，實現(xiàn)了課堂的延伸，提高了學(xué)生的分析應(yīng)用能力，在教學(xué)實踐過程中使學(xué)生掌握利用化學(xué)軟件來解決實際的科研問題，并且通過相關(guān)軟件對數(shù)據(jù)的分析對學(xué)生起到重要的幫助作用。學(xué)生能夠最大化地利用現(xiàn)有的軟件資源，使學(xué)生的科研分析能力得到相應(yīng)的提高，同時能夠提高學(xué)生對科學(xué)的研究熱情和自信。同時，教學(xué)內(nèi)容與最新科技相結(jié)合，并可以通過實際分析應(yīng)用來指導(dǎo)教學(xué)，使學(xué)生所學(xué)更加有的放矢。

圖2 預(yù)測β-萘酚的紅外光譜流程

圖3 薄層色譜繪制工具

圖4 繪制薄層色譜

圖5 薄層色譜的形狀和顏色

ChemOffice軟件適用于學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)類和化學(xué)類等課程的研究生、本科生、?？粕褂茫恍┥婕盎瘜W(xué)等相關(guān)專業(yè)的工作人員，也可將其運用到日常的工作和學(xué)習(xí)中。通過使用該款軟件，既能夠?qū)ⅰ皟x器分析”這門課程的教學(xué)變得更加豐富，又能將知識及學(xué)習(xí)技巧更加直觀地傳遞給廣大的學(xué)生。在鼓勵學(xué)生們自行使用軟件的過程中，激發(fā)并提高他們不斷探索的進取精神，為日后的實際操作打下堅實的基礎(chǔ)，也為今后深入學(xué)習(xí)相關(guān)的知識結(jié)構(gòu)、理論分析及主動發(fā)展式學(xué)習(xí)發(fā)揮著巨大的作用。同時，解決了因?qū)嶒炘O(shè)備數(shù)量不足和部分大型精密儀器設(shè)備無法給學(xué)生使用而造成的難題，此舉在“儀器分析”課程的基礎(chǔ)教學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用前景。