Suzy B Software 2

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Text File | 1995-05-02 | 22.6 KB | 480 lines

p X - G I N E E R q Kristallographen bekommen Tränen in die p Version 5.41 PD q Augen bei der Aussage eines Synthetikers, p ╜ 1992 by q da₧ die Röntgenstrukturanalyse auf dem Weg p Ph. Kraft q ist, eine Art Spektroskopie zu werden. D. Seebach in [1] Die Röntgenstrukturanalyse wird nicht nur zur Strukturbestimmung isolierter Produkte immer bedeutender, sondern sie ermöglicht dem Synthetiker über Strukturen reaktiver Zwischenstufen auch mechanistische Aussagen [1]. X-GINEER soll, als Editor für Röntgenstrukturdaten, dem ATARI ST die Viel- falt der in der chemischen Literatur publizierten Strukturen eröffnen. Neben Eingaberoutinen, die sowohl über die Tastatur als auch über die Maus bedient werden können, besitzt X-GINEER eine Graphik-Ebene, in der die Verbindungen in verschiedenen Drehwinkeln und Darstellungensformen als Einzel- oder Stereobild betrachtet und ausgedruckt werden können, eine Reihe von Bearbeitungsfunktionen ( Orthonormierung, Substitutionen, Inversion... ) und einen Stack mit Bindungslängen, Bindungswinkeln und Diederwinkeln zum Durchmessen der 3D-Projektionen. X-GINEER ist kompartibel mit C-GINEER 5.07 ( PD 549 ) und mit Chemograph- Plus 5.01 ( ╜ 1992 by P. Rösner, Kiel ), so da₧ Substrukturen aus Röntgen- untersuchungen als ACM-Datei ( Bsp.: CYCL08EN.ACM ) oder im Chemograph 3D- Code zum Zeichnen aufwendiger 2D-Strukturformeln exportiert werden können. Für einen schnellen Einblick in die Möglichkeiten des Programms eignet sich das hochsymmetrische Benzol-Molekül: Laden durch die Tastenkombination: p [Control] r \SKELETON\BENZEN.TXT q Übergang in die Zeichenebene: p F10 q Vergrö₧ern mit "grö₧er"/"kleiner": p < < < > q Drehen durch Tastatur-Pfeile: p -> -> -> [Shift]-> [S]<- [S]<- q Verschiedene Darstellungen: p s ` ^ # p ` d # b [C]i q ... Was passiert bei Anklicken eines Atomes ? ... was bei [Alternate]i ? **************************************************************************** * * * Der zu dieser Anleitung gehörende Ordner X_GINEER.541 inkl. Inhalt ist * * Public Domain, darf also kostenlos benutzt ( ▌ 31 II UrhG ), kopiert * * und weitergegeben werden ( ▌▌ 15 I u. II; 17 UrhG ). Eine Änderung des * * Programmes oder einzelner Dateien sowie die nur teilweise Weitergabe * * insbesondere der Beispieldateien ist iSd. ▌ 32 3.Alt.UrhG untersagt. * * * **************************************************************************** X - G I N E E R 5 . 4 1 P D In der Menüleiste ist der Reihe nach aufgeführt: p X-GINEER File Edit Calculate Options q Unter den jeweiligen Menüleisten-Punkten erscheinen folgende Operationen: X-GINEER Eine kurze Programm-p Information help q und eventuell vorhandene Accessories. File Röntgenstrukturdaten können als .3D- oder .TXT-Datei ge- laden und gespeichert (mit Back up) werden. Beide Formate enthalten neben den Zellparametern und fraktionellen Koordinaten auch Bindungsinformationen. p In/Out q p Open .3D [C]r q p Save .3d [C]d q p Open .TXT [C]r q p Save .TXT [C]t q Das .3D-Format ist das Standardformat von Chemograph Plus und dient dem Daten-Transfer in dieses Programm. Das .TXT- Format ist das programminterne Dateiformat, das leicht in Texteditoren korrigiert oder direkt in Textverarbeitungs- programme eingelesen werden kann. Beide Formate werden in der vorliegenden Version über die- selbe flexibele Routine eingeladen ( Tastaturaufruf über [Control] r ), die auch andere an SHELX ( ╜ 1987 by G.M. Sheldrick, Göttingen) orientierte Formate lesen sollte. Der Menüpunkt p Draw projection F10 q verzweigt zur Graphikebene mit der Menüleiste... p X-GINEER File Projection Options Stack q Wurden keine Bindungsinformationen geladen oder über 'Bond lengths F6' generiert, werden sie beim Übergang in die Graphikebene automatisch berechnet. X-GINEER Mit p Home [C]Return q gelangt man in das Hauptprogramm zurück. Geladene p- Accessories ---q bleiben zugänglich. Nach Verlassen der Graphikebene werden alle Einstellungen für einen erneuten Aufruf zwischengespeichert, es sei denn man kehrt über '...Standard [C]s' zur Grundeinstellung zurück. File Die Graphik kann im .PIC-Format ( 32000 byte ) oder als .ACM-Datei ( C-GINEER - Format ) gespeichert werden und als vergrö₧erte Hardcopy im EPSON-Graphikmodus ausgedruckt werden: p Out q p Save .PIC [S]s q p Write .ACM [S]w q p q p EPSON┐plot ~ q Ist der p Trace mode | q aktiviert, so werden die Einträge in den Stack auf dem Drucker protokolliert. Projection Die Drehwinkel Phi und Theta ( Kugelkoordinaten ) lassen sich über die Menüpunkte p Increase Phi -> -slightly [Shift]-> q p Decrease Phi <- -slightly [S]<- q p Increase Theta ▐ -slightly [S]▐ q p Decrease Theta v -slightly [S]v q mit dem Inkrement π/12 entsprechend 15° bzw. dem "Shift"- Inkrement π/60 entsprechend 3° einstellen. Die Vergrö₧erung der Projektion kann über die Menüpunkte p Size q p Enlarge < q p Shrink > q festgelegt werden. Hierbei empfielt sich das Arbeiten über die Tastatur ( Pfeilblock und "grö₧er"/"kleiner" ) besonders. Options Als Darstellungsformen stehen zur Auswahl: p Framework f q ( Gerüstmodell ) p Ball and stick s q ( Kugel-Stab-Modell ) p Ball and spoke b q ( Kugel-Sprossen-Modell ) p Dotted spheres d q ( van-der-Waals Spheren ) p Space filling p q ( Raumerfüllung ) 'Framework' ist der schnellste Darstellungstyp. Durch perspektivische Atomlagen ( 'Ball and stick' ) und per- spektivische Bindungen ( 'Ball and spoke' ) erhöht sich die Rechenzeit stark, so da₧ es zweckmä₧ig ist, Drehwinkel und Vergrö₧erung in 'Framework' festzulegen und dann zum 'Ball and spoke'-Modell überzugehen. Einen ma₧stabsgetreuen Eindruck der Raumausdehnung geben 'Dotted spheres'- und 'Space filling'-Modelle. Ergänzt werden die Darstellungsarten durch p Supplements q p Axes ' q p Stereoview ` q p Numbering # q p Symbols ^ q - ein molekülfestes Koordinatensystem, das entweder mit Achsenlänge 1Å in den Schwerpunkt gelegt wird ( bei nicht verdeckenden Projektionen ) oder mit 1 cm Achsen in der rechten oberen Bildschirmecke eingeblendet wird ( bei verdeckenden Projektionen ). - Stereobilder ( 6° gegeneinander gedreht ), die auch ohne Spiegelstereoskop einen räumlichen Eindruck vermitteln, wenn man das linke Bild mit dem linken, das rechte mit dem rechten Auge "durch die Bildschirmebene" hindurch in die Ferne betrachtet. Man fixiert einen gemeinsamen Punkt bis die anfangs getrennt erscheinenden Bilder zusammenflie₧en. - die Kennzeichnung der Atomlagen mit dem Laufindex der fraktionellen Koordinaten oder den Atomsymbolen. p Screen ... q p Invert [C]i q p Switch tab q Wahlweise kann auf wei₧em oder schwarzem ( invertiertem ) Bilschirmhintergrund dargestellt werden. Um einen flimmerfreien Bildaufbau zu gewährleisten, wird bei allen Graphikausgaben normalerweise zwischen logischem und physikalischem Bildschirm umgeschaltet. Dies erfolgt auf Kosten von Rechenzeit, so da₧ der Bildaufbau erheblich schneller wird, wenn 'Switch tab' nicht aktiviert ist. Bei Gro₧bildschirmen mu₧ die Bildschirmumschaltung zu Beginn ausgeschaltet werden, da der Bildschirmpuffer hierfür nicht dimensioniert ist. Stack p Press left mouse button to store: q p Angles and bond length will appear q Durch Anklicken eines Atoms mit der linken Maustaste wird das Atom in die unterste Ebene [1] eines Stacks mit vier Ebenen geschrieben. Es erscheint in der linken oberen Ecke ein Fenster mit dem Diederwinkel der Atome [1]-[2]- [3]-[4] ( ohne Vorzeichen ), dem Bindungswinkel [1]-[2]- [3] und der Bindungslänge zwischen den Atomen [1] und [2], das geschlossen wird, wenn die Maustaste freigegeben wird. Bei aktiviertem 'Trace mode |' werden diese Bindungs- informationen auch auf dem Drucker ausgegeben. Neben dem Durchmessen der Verbindung, erlaubt der Stack auch eine 'Entderivatisierung' z.B. durch Austausch der Phenylsemicarbazono-Gruppe eines Semicarbazons gegen eine Oxo-Funktion: [4]: C, [3]: O, [2]: C, [1]: N p Substitute |4-3|->|2-1| [A]s q . Die Bindungslängen C-H (1.12 Å), O-H (0.97 Å) und C=O (1.20 Å) der Ebenen [4], [3] sind vordefiniert: p Substitute |C-H|->|2-1| [A]c q , p Substitute |O-H|->|2-1| [A]h q , p Substitute |C=O|->|2-1| [A]o q . Kristallgitter organischer Verbindungen besitzen häufig als einziges Symmetrieelement ein Inversionszentrum. Redundante Koordinaten können nach Eingabe eines Punkt/ Bildpunkt-Paares in die Ebenen [1] und [2] des Stacks durch die Funktion p Inversion i( ½|2-1|)-> [A]i q erzeugt werden und werden automatisch in die Koordinaten- tabelle des Hauptmenüs übertragen. p Purge Atom ¬(|1|)-> [A]p q löscht das Atom der Ebene [1] und eine Bindung zwischen Atomen der Ebenen [1] und [2] wird generiert und ent- fernt durch p Bond Atoms ▐(|2-1|)-> [A]b q bzw. p Erase Bond ¬(|2-1|)-> [A]e q . File Im Menüpunkt 'File' des Hauptmenüs ( [C] Return ) bleiben noch folgende Unterpunkte: p Print ... q p Coordinates [C]p q p Bond lengths [S]p q - zum Ausdruck der fraktionellen Koordinaten bzw. der berechneten Bindungen und Bindungslängen p Program q p Execute [C]e q p Quit esc q - zum Aufruf eines anderen Programmes bei ausreichendem Speicherplatz bzw. zum Verlassen des Programmes ( ohne Sicherheitsabfrage ) Edit Zum Beginn der Eingabe legt man das Kristallsystem fest: p Unit Cell q p Cubic q p Tetragonal q p Orthorhombic q p Monoclinic q p Triclinic q p Hexagonal q p Rhombohedral q Dadurch werden die Symmetrieverhältnisse bei der Eingabe der Achsenlängen und Achsenwinkel berücksichtigt, z.B. werden bei kubischen Systemen alle Winkel automatisch auf 90° gesetzt und bei Aufruf von 'Angles F3' nur kurz angezeigt ( ebenso bei tetragonalen bzw. orthorhombischen ) ... Die Auswahl des Kristallsystems kann auch über eine Auswahlbox mit p Selection F1 q vorgenommen werden. Zur Eingabe der Achsenlängen: p Axis lengths F2 q p in Ångström q oder p in picometer q Es erscheint eine Dialogbox mit Zahlenfeld, über das die Werte mit der Maus eingegeben werden können. Meist schneller ist die Eingabe über den rechten Zahlenblock der Tastatur. Für die Funktionen gilt: Funktion Taste Bedeutung <- Backspace Löschen der letzten Ziffer CLR Delete Löschen des ganzen Wertes NEW --- Sprung zum Eingabebeginn CR Return / Enter Bestätigung des Wertes Die Auswahlbox zur Eingabe der Achsenwinkel unter p Angles F3 q entspricht in Aufbau und Funktion der oben beschriebenen. Die fraktionellen Koordinaten multipliziert mit dem Faktor 1E3, 1E4 oder 1E5 ( Menüpunkt 'Options', 'Define...' ) werden eingegeben unter... p Frac.Coordinates q p Data Input F4 q Es erscheint ein Fenster mit den generierten Daten und eine Atomsymbol-Leiste mit Mülleimer, Datei-Symbol und Schieber. Man beginnt mit der Auswahl eines Atom-Symbols mit der Maus. Nach einem Durchlauf wird der Mauspfeil wieder auf das gewählte Atomsymbol gesetzt und das Symbol mu₧ nur noch durch die 'Return'- oder 'Enter'-Taste bestätigt werden, so da₧ nach Atomen vorsortierte Tabellen schnell eingegeben werden können. Anschlie₧end kann man in dem Schieber, der die horizon- tale Mausposition in einen Zahlenwert wandelt, den Zahlen- wert einstellen und durch Mausklick übernehmen. An den Rändern wird der Zahlenbereich um ±500 verschoben. Schneller ist die Eingabe über den rechten Zahlenblock der Tastatur: Die Zahl wird eingetippt, gegebenenfalls mit 'Backspace' korrigiert und durch 'Return' oder 'Enter' bestätigt. Die Minustaste entspricht der Multiplikation mit (-1) - nicht einem Vorzeichen - und wirkt daher nur nach Eingabe von mindestens einer Ziffer. Nach Eingabe der x, y und z-Koordinaten werden die Daten in das Kontrollfenster übertragen und ein erneuter Durch- lauf kann begonnen oder die Eingabe durch Anwahl des Datei-Symbols beendet werden. Über den Mülleimer lä₧t sich das jeweils zuletzt eingegebene Koordinatentripel löschen. Zur Kontrolle sollten die Daten im 'Ball and Stick'- Modus ( der wie 'Space filling' auch nicht gebundene Atome darstellt ) betrachtet werden, fehlerhafte Daten über 'Purge Atom ¬(|1| ) [A]p' gelöscht und anschlie₧end neu eingegeben werden. Erstellte oder geladene Daten können über den Menüpunkt p Show Data F5 q in einem Fenster betrachtet werden. Beim Funktionsaufruf über das Menü oder die Tastatur wird das Fenster auto- matisch geschlossen. Zur Eingabe neuer Daten können die alten über p Clear Data clr q gelöscht werden. Calculate Die Bindungslängen in Å lassen sich unter diesem Menü- punkt berechnen und in ein Fenster übertragen. Au₧erdem kann die Koordinatentabelle alphabetisch und nach stei- genden x,y,z-Werten sortiert werden. p Bonds q p Bond lengths F6 q p q p Sort Coordinates F7 q p q p Manipulate System q p Orthonormalize F8 q p Centralize F9 q Über 'Orthonormalize F8' werden alle Koordinaten auf ein rechtwinkliges Koordinatensystem der Einheit 1 Å umgerech- net und 'Centralize F9' legt dieses Koordinatensystem in den Schwerpunkt. Options Nach Aufruf der Unterpunkte p Atom Representation q p Carbon [C]c q p Hydrogen [C]h q p Oxygen [C]o q p Nitrogen [C]n q p Chlorine [C]l q p Bormine [C]b q p X-Atom [C]x q p Y-Atom [C]y q p Z-Atom [C]z q erscheint eine Auswahlbox mit Musterpalette und der aktuellen Atomdarstellung. Das Muster wird durch Anklicken festgelegt, die Grö₧e über das +/- Feld verändert und die Eingabe über das CR-Feld bestätigt. Die Grundeinstellung wird über p ... Standard [C]s q wiederhergestellt. Au₧erdem lä₧t sich der Faktor einstellen, durch den die Zahlenwerte bei der Eingabe dividiert werden... p Define... q p Factor 1E3 q p Factor 1E4 q p Factor 1E5 q p XYZ-Radius [S]z q ...und der van-der-Waals-Radius für die Atomdarstellungen X, Y und Z über eine Eingabebox definieren. Die Bilschirm-Einstellungen wurden schon bei der Graphik- ebene besprochen. p Screen ... q p Invert [C]i q p Switch tab q Im Ordner X_GINEER.541 stehen folgende Beispieldateien: Ordner/Datei Verbindung.3D/.TXT ============== ========================================================== ALICYCL------ ---------------------------------------------------------- CYCL08EN trans-Cycloocten [3] ( inkl. CYCL08EN.ACM ) CYCL08ON Cyclooctanon [5] CYCL10ON Cyclodecanon [6] CYCL11ON Cycloundecanon [7] CYCL14ON Cyclotetradecanon [8] CYCL15ON Cyclopentadecanon ( Exalton╛ ) [4] SKELETON----- ---------------------------------------------------------- BENZEN Benzol [11] NOBORNEN Norbornen [2] CEDROL (+)-Cedrol [9] LONGIFEN Longifolen [10] EPILABDN (-)8α,12-Dihydroxy-13,14,15,16-tetranor-9-epilabdan [11] TOPOLOG------ ---------------------------------------------------------- CATENAN8 Selbstassoziierendes [3]-Catenan [12] (CCDC) ROTAXAN5 In [12] nicht abgebildetes [2]-Pseudorotaxan (CCDC) ============== ========================================================== Literatur: [1] D. Seebach, Angew. Chem. 1990, 102, 1363-1409. [2] O. Ermer et. al., Angew. Chem. 1989, 101, 1298-1301. [3] O. Ermer et. al., Acta Cryst. 1982, B38, 2200-2206. [4] J. Kroon et al., Acta Cryst. 1979, B35, 1858-1861. [5] P. Groth, Acta Chem. Scand. A 1981, 35, 117-121. [6] P. Groth, Acta Chem. Scand. A 1976, 30, 294-296. [7] P. Groth, Acta Chem. Scand. A 1974, 28, 294-298. [8] P. Groth, Acta Chem. Scand. A 1975, 29, 374-375. [9] V. Amirthalingam, Acta Cryst. B 1972, 28, 1340-1345. [10] J.C. Thierry, Acta Cryst. B 1972, 28, 3249-3257. [11] G. Bernardinelli, Acta Cryst. C 1985, 41, 746-749. [12] J.F. Stoddart, Angew. Chem. 1991, 103, 1052-1061.