化学制图中应注意的几个问题

化学制图中应注意的几个问题摘要就化学论文中结构式的绘制出现的问题，以ChemDraw7.0的使用为例，进行简单的分析说明。关键词化学结构式ChemDraw在化学类论文中常常会用结构式表达一个化合物的结构或一个反应的过程，这些结构式的绘制通常要使用专业的化学软件，如ChemDraw，ChemWindow等等。很多作者虽然对这些化学软件的使用方法有一定的了解，但由于使用不规范，导致图形不美观，有时甚至会产生歧义。有的作者在同一篇论文中绘制的结构式有的使用ChemDrawdow作图，而有的则使用ChemWindow作图，这就给论文的后期修改带来许多不便。比较常见的制图问题有：（1）结构式中字符的大小、字体不统一；（2）图形比例失调，如有的结构式中同时存在大小不一，相差悬殊的苯环，影响整体美观；（3）结构式立体空间表达混乱，化学论文中的结构式是代表一定空间结构的，特别是在涉及立体化学问题的表述和一些手性化合物的表达中显得尤为重要，如实线的楔形键表示该化学键指向纸平面之外，而虚线的楔形键则表示化学键指向纸平面之内；（4）化学键符号的使用混乱。在化学制图中，不同类型的化学键是有不同的表示方法的，如配位键通常使用单向箭头表示，箭头方向由供电子原子指向受电子原子，氢键则在发生相互作用的2个原子之间采用虚线表示它们之间的弱相互作用等等。以上这些问题中前两个是比较常见的，同时又是很容易解决的。首先，在使用ChemDraw软件绘图前时先进行设置，具体操作是：打开File菜单选择“DocumentSettings“命令，然后根据需要对相关数值进行设置，就可以对所作图形进行规范，如统一字符字体的大小，统一化学键的键长、键角，甚至所绘线条的粗细等等。本文就化学类论文中经常遇到的有关结构式绘制方面的问题，以ChemDraw7.0的使用［1］为例，加以分析说明并提出解决方法。［例1］下图是超支化聚酰胺的结构式：这个结构式乍一看似乎没有问题，但一经放大或缩小，就会发现图中的字符和化学键已经错位，几个羰基的氧原子位置也都不正，而苯环上的化学键也有间断。引起这些问题的主要原因是由于结构式在绘制中，化学键没有真正地连接上，只是简单地像“火柴棍”一样搭在一起，这样当整个图被放大或缩小时，字符和化学键就会发生错位或重叠在一起，而简单搭在一起的化学键，则会按照作者作图的先后顺序，在空间上进行排列，即后作的线条会压在先作的线条之上，从而在视觉效果上看到苯环上的化学键是间断的。同时，由于化学键同原子符号之间没有真正键连上，在调整图形大小比例时，就会发生原子与相关的化学键错位的现象。要解决这个问题可借助ChemDraw的命令“Showchemicalwarning”。打开View菜单选择命令“Showchemicalwarning”，可将所绘化学结构式中不符合化学常识规范的部位用红色警识一一标出，只要逐一对其进行修改，修改正确后，红色标识就会自动消失。使用这一功能可以比较方便地找出图形中出现的问题并进行修改。［例2］下图(a)是一个铜的配位化合物结构图，论文的内容是为了研究配体空间位阻对催化剂活性的影响：在结构式(a)中有3个用实心箭头表示的配位键和2个楔形键。通常，实心的楔形键表示化学键N－C的空间位置指向平面之外，而虚线的楔形键表示化学键N－C的空间位置指向面内。同时，我们注意到图(a)中的配位键N2→Cu同结构式中的一个C－C键在空间上相交，配位键N2→Cu在空间上相对于C－C键的位置是在平面之外。而这样的结构是不可能的，因为化学键由于键长、键角的限制，是不能随意地扭曲的。在一篇以配体空间位阻为研究内容的论文中出现这样的问题是很容易引起读者困扰的。正确的空间构型应是图(b)中的C－C键压在配位键N2→Cu之上，表示在空间上C－C键相对于配位键N2→Cu的位置是在平面之外的。对化学键进行重新调整，可借助Object菜单中的命令“Bringtofront”或“Sendtoback”。首先，用光标点出需要调整位置的化学键，然后通过对菜单栏中的命令“Bringtofront”或“Sendtoback”的选项，将所选化学键的位置进行前置或后置。使用这两项功能可以方便地调整化学键之间的相对空间位置。［例3］这是从一篇有关苯并环丁烯类化合物合成的论文中选出来的方程式：方程式中化合物的结构式作得还是比较规范的，但也有作者没有注意到的问题——同一文中采用了2种不同形式的苯环。按照惯例，在文章中单独使用任何一种苯环形式都是可以的，但在一篇论文中所采用的苯环结构形式应统一。［例4］下图是以甲基丙烯酸为主链的侧链带N+的液晶单体示意图：在这个示意图中的液晶单体是一个离子化合物，它由带正电荷的铵正离子和带负电荷的苯磺酸根负离子组成。其中苯磺酸根负离子部分“-SO3－”表示负电荷标在S原子上，而同苯环键连的是氧原子。这同基本的化学知识是不相符的。正确的表示方法应如下图中表示的：硫原子同苯环直接键连，负电荷标在氧原子上。以上这些问题大多是由于作者的粗心大意或对化学软件不熟悉才出现的，如果不注意对这类问题的检查修正，容易产生歧义