Sadtler Suite综合软件包*

 

何林涛

(北京微量化学研究所，北京 100091)

(*本文已发表在现代科学仪器 4， 35 ,1999）

 

Sadtler公司以编辑出版各种标准谱图集如红外(IR)、紫外(UV)、核磁共振(NMR)等谱图以及相应的数据库而闻名，1978年Sadtler与著名的红外光谱制造商Digilab公司一起加盟Bio-Rad Laboratories Inc., Sadtler继续光谱数据库的发展和光谱软件的开发。1996年Sadtler收购了SoftShell公司，SoftShell的著名产品是ChemWindow，可以绘画化学结构、反应式、实验装置。1998年Sadtler为化学家推出Sadtler Suite综合软件包，它由四个子软件组成：SearchMaster 6.0、IR Mentor Pro 2.0、ChemWindow 6.0 和SymApps 6.0；内容包括红外光谱检索、红外光谱智能解释、13C-NMR化学位移预测、质谱(MS) 解释、化学结构和反应装置的绘画、三维立体化学和点群计算，此外，还有2500张标准红外光谱数据库和4500个化学结构库供红外光谱检索和结构检索。Sadtler Suite为化学家分析谱学数据和化学结构方面提供了有利工具，实现从光谱到结构和从结构到光谱的互通途径。本文简单介绍Sadtler Suite综合软件包的功能，阐明当代计算机对光谱工作者和化学家的帮助。

 

第一节              IR SearchMaster 6.0

 

IR SearchMaster 6.0 是最新版本的红外光谱检索软件，可在Windows 95/98 或NT下运行。IR SearchMaster 6.0 提供了一个非常容易使用的界面，三组工具栏(Toolbars：Standard, Search, Spectrum)可直接启用大部分常用的命令，见图1 。SearchMaster 6.0 可用多种检索方法对未知光谱进行检索。检索方法有光谱检索(全光谱范围Full spectrum或选择范围Limited Range)、峰检索、化合物名称检索、化合物理化性质检索、结构检索。这些方法可单独使用，也可以几种检索方法相互结合同时进行，见图2。SearchMaster 6.0的光谱检索有两种最常用、有效的数学运算方法：Euclidean Distance(欧氏距离，与最小二乘法相近)和1st Derivation Eulidean Distance (一阶微分欧氏距离)。化合物理化性质检索中包括：熔点、沸点、分子量、分子式、CAS登记号、闪点、折光指数、分解温度等百余项参数的检索。

       SearchMaster 6.0 可以直接调入主要的红外仪器和光谱软件公司格式的光谱数据，进行光谱处理和光谱检索，并可以这些格式存储数据。SearchMaster 6.0可直接处理的仪器公司格式有Bio-Rad /Digilab (伯乐)、Bruker（布鲁克）、Galactic、Jasco、JCAMP格式、Jeol、Labcontrol、Mattson、Nicolet(尼高力)、Perkin-Elmer(P－E)、Shimadzu(岛津)、及其他格式。

       SearchMaster 6.0可对光谱进行预处理，然后选择适当的光谱数据库进行检索，提高检索结果的命中率，光谱处理方法包括：平滑(Smoothing)、基线校正(Baseline Correction)、ATR校正、差谱(Spectral Subtraction)、归一化(Normalization)及光谱范围处理(Truncation, Flatline)等。


 


图1. SearchMaster 6.0 工作界面

 

 


 


图2. SearchMaster 6.0 中的检索方法：Combination, Spectrum, Peak, Properties, Name, Structure Search

 

       SearchMaster 6.0可以同时显示无限多张光谱，显示方式有重叠(Overlay)、偏离(Offset)、堆叠(Stacked)等方式，并可同时显示标准谱图的化学结构和相关的理化性质。SearchMaster 6.0还可将光谱图发送到ChemWindow下对光谱图作标注，随意方便地作出各种格式的报告文件, 见图3。SearchMaster 6.0 也可与IR Mentor Pro直接相连对未知光谱进行功能团分析。SearchMaster 6.0的用户还可以建立用户自已的Sadtler格式光谱数据库，供光谱检索之用。

 

 


图3. SearchMaster 6.0 与ChemWindow 6.0 的相连

 


第二节             IR Mentor Pro

 

       IR Mentor Pro是Sadtler的红外光谱专家解释软件, 它也被纳入Sadtler Suite中的一部分，IR Mentor Pro能对红外光谱峰进行解释、归属和功能团分析。IR Mentor Pro中的数据库含有700个峰，对应200多个功能团，数据库中峰的归属基于如下三本书：(1) George Socrates的<<Infrared Characteristic Group Frequencies>> 第二版，(2) L. J. Bellamy的<<The Infrared Spectra of Complex Molecules>>, (3) N. B. Colthrup和Stephen E. Wiberley编的<<Introduction to Infrared and Raman Spectroscopy>>。IR Mentor Pro的工作界面见图4，它是从光谱到结构和从结构到光谱互通的软件。有关IR Mentor Pro的具体应用在另一文中专门介绍。

 

第三节 ChemWindow Spectroscopy

      

       ChemWindow 6.0包括三大部分：(1) 绘画化学结构、化学反应式和化学实验装置，(2) 光谱曲线处理：可直接调入色谱图、光谱图、NMR图、质谱图等曲线进行处理、标注，并以使用者的意愿和要求的格式输出其图谱或转入其它应用软件中如Microsoft Word、PowerPoint等，便于出版或报告。(3) 光谱解释工具：红外光谱、质谱和核磁共振(NMR)谱与化学结构的相互关联。

 


图4. IR Mentor Pro工作界面

 


(1)    绘画化学结构：


ChemWindow 6.0提供了直接绘画化学结构的其本工具如单键、双键、三键、五元环、六元环和苯环等，还有化学反应、电子轨道、空间构象和自由旋转等工具，ChemWindow 6.0 可以绘画出化学上所有的结构式，ChemWindow 6.0追求的是方便、简单和快速。图5显示了ChemWindow 6.0中的绘画结构工具。此外，ChemWindow 6.0还有4500个结构数据库，供使用者直接调用或进行修改，见图6。

图5. ChemWindow 6.0的工具栏和绘画化学结构的能力


 


图6. ChemWindow 6.0中的结构数据库

 

(2)    绘画实验装置                                                                               

ChemWindow 6.0提供130个实验室玻璃仪器装置和250个化学工程装置数据库(见图7)，供使用者直接调用、装配所需要的装置图，如图8。


图7. ChemWindow 6.0中的130个玻璃仪器库

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


图8. ChemWindow实验装置的组配图

 

(3)    光谱曲线处理                                                                                                           

ChemWindow 6.0可以直接调入各种格式的色谱、红外光谱、紫外光谱、质谱、核磁共振谱图等，对它们进行标注、标峰，调整谱图大小，并可输出到其它应用软件如Microsoft Word、PowerPoint等，图9显示了ChemWindow 6.0处理各种谱图的情况, ChemWindow 6.0可以同时比较多张谱图，进行坐标的放大、缩小，并可以Overlay(重叠)、Offset(偏离)、Stacked(堆叠)等方式显示。


 


图9. ChemWindow 6.0对各种图谱的处理

 

(4)    光谱解释工具

ChemWindow 6.0可将化学结构与红外光谱、质谱和13C核磁共振相互关联，实现从光谱到结构(from spectra to structure)和从结构到光谱(from structure to spectra)的联通。

 

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