曾 飞，唐琳俐

(湖南科技学院，湖南 永州 425199)



ChemOffice软件在超分子化学教学中的应用

曾 飞，唐琳俐

(湖南科技学院，湖南 永州 425199)

介绍了ChemOffice软件中ChemDraw与Chem3D组件在绘制大环分子结构式、分子间弱相互作用力、模拟大环主体分子空腔大小等方面的优势，探讨了其在教学方法改革方面的应用。通过ChemDraw 软件可将传统单调、枯燥的化学结构和抽象的化学概念变得形象生动，激发学生学习兴趣，帮助学生更好地掌握知识。同时希望能有助于超分子化学多媒体课件的制作,进一步提高超分子化学多媒体教学的效果。

ChemOffice软件; ChemDraw软件; 超分子化学

超分子化学主要是研究两种或两种以上化学物种通过弱相互作用缔结而成的具有特定结构和功能的超分子体系的科学[1]。作为整个化学学科发展的一个新阶段，超分子化学已经涉及包括催化、材料、生物、药物和信息存储等在内的诸多领域，是材料化学专业设置的一门主干专业课程。超分子化学的发展与大环化学(冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、碳60等)的发展密切相连，因此在该学科的学习过程中必然会遇到绘制大环分子结构式，超分子弱相互作用力的表示的问题；此外在该门课程讲授过程中常遇到与构型、构象，大环主体分子空腔大小有关的问题，如果能结合分子模型或者利用专业化学软件，使学生对化合物分子的空间结构有更直观的认识，则有利于教学的开展[2-3]。

ChemOffice软件[4-5]是由Cambridge Soft开发的一款综合性科学应用软件包，是目前世界上最优秀的化学绘图软件。ChemOffice的组成主要有ChemDraw 化学结构绘图，Chem3D 分子模型及仿真，ChemFinder 化学信息搜寻整合系统，E-Notebook整理化学信息、文件和数据。其中，ChemDraw是Chemoffice中使用最为频繁的组件，是国际上绝大多少杂志指定的论文排版软件，而Chem3D能很好地同ChemDraw一起协同工作，能把ChemDraw上画出的二维结构式正确地自动转换为三维结构。因此，把ChemOffice软件应用到超分子化学教学中，不仅能够快速绘制大环分子结构式、超分子弱相互作用力的表示、模拟大环主体分子空腔大小等，而且有助于学生的学习和理解。下面就 ChemOffice 软件在超分子化学教学中的应用并结合实例加以简单的介绍。

图1 Supramolecules (超分子) 模板

1 绘制大环分子结构式

图2 二苯并-24-冠-8的结构式

2 绘制分子间的相互作用

图3 通过氢键相互作用形成的超分子聚集体

3 模拟大环主体的空腔大小

图4 二苯并-24-冠-8的三维立体结构图

4 绘制大环制备装置图

超分子化学中大环主体的制备通常是在极稀的溶液中进行[6]。教师在授课过程中利用ChemDraw软件中的玻璃仪器插件搭建大环主体分子的反应装置图，有组于学生对极稀条件的理解。利用ChemDraw 主工具图标板中“Chipware”工具选择适宜的玻璃仪器插件拼接即可，图5为利用该功能搭建的制备大环主体分子常用的装置。如图所示，反应瓶中装有大量的溶剂，通过恒压滴液漏斗把反应原料缓慢地滴加到烧瓶中，就可以保持反应是在极稀的溶液中进行。

图5 玻璃仪器图

5 结 语

在超分子化学的教学过程中应用 ChemDraw 软件不仅可以将传统单调、枯燥的化学结构和抽象的化学概念变得形象生动，而且能够激发学生学习兴趣，帮助学生更好地掌握知识。学生通过亲手绘制大环主体的结构式，对结构的认识会更加牢固，由此对于结构相关的性能与组装方式等的理解更加深刻。提高了学生在创新方面的能力，这在一定程度上提高了教学质量，对教学方法的改革具有重要意义。

[1] 刘育, 尤长城, 张衡益. 超分子化学:合成受体的分子识别与组装[M]. 天津:南开大学出版社, 2001: 1-624.

[2] 汪海,田文德.实用化学化工计算机软件基础[M]. 北京:化学工业出版社, 2009: 1-172.

[3] 彭智, 陈悦. 化学化工常用软件实例教程[M]. 北京: 化学工业出版社, 2006: 1-244.

[4] Kerwin S M. ChemBioOffice Ultra 2010 suite [J]. Journal of the American Chemical Society, 2010, 132(7):2466-2467.

[5] Cousins K R. Computer review of ChemDraw Ultra 12.0[J].Journal of the American Chemical Society, 2011,133(21):8388-8388.

[6] Zong Q S, Chen C F. Novel triptycene-based cylindrical macrotricyclic host: synthesis and complexation with paraquat derivatives [J]. Organic Letter, 2006, 8(2): 211-214.

Application of ChemOffice Software in Supramolecular Chemistry Teaching

ZENGFei,TANGLin-li

(Hunan University of Science and Engineering, Hunan Yongzhou 425199, China)

The application of ChemDraw and Chem3D in drawing macrocyclic structure, weak interactions between molecules, mimicking the cavity of macrocyclic and its application in the reform of teaching methods were discussed. ChemDraw software could make the boring chemical structure and abstract chemical concepts become more vivid, which will stimulate the student learning interest and help students to acquire the knowledge. Meanwhile, introducing the ChemOffice software to make multimedia supramolecular chemistry courseware would significantly improve the courseware quality and further to increase the effectiveness of multimedia supramolecular chemistry teaching.

ChemOffice software； ChemDraw software； supramolecular chemistry

国家自然科学基金项目(No: 21602055)；湘南优势植物资源综合利用湖南省重点实验室基金项目(No: XNZW15C08)。

曾飞(1987-)，男，博士，讲师，主要从事超分子化学研究。

教学园地

O621.3

A

1001-9677(2016)022-0136-03