用 Spectroscopy 外掛程式請 AI 快速估算 NMR、質譜與 UV-Vis 光譜

發布日期:2026 年 10 月 15 日 · 作者:Scidart Academy · 閱讀時間:約 6 分鐘
AI 聊天輸入「Predict MASS spectra」預測丙酮,得到估算的棒狀質譜圖:基峰位於 m/z 43,分子離子位於 58
AI 光譜外掛程式可快速估算光譜,圖中為丙酮的 EI 質譜。

簡短回答:從 Settings › Plugins 安裝 Spectroscopy,並在 Settings › AI 中加入 Gemini API 金鑰。畫好分子後,從 Chemistry 選單選擇 Predict NMR、Predict MASS spectra 或 Predict UV,或直接詢問 AI 聊天。你會得到圖譜、峰表與說明。請把這些數值當作 AI 估計值,並與真實光譜核對。

為什麼要在量測之前先預測光譜?

光譜題目通常從一個結構與一個問題開始:它的光譜應該長什麼樣子?粗略的預測可以告訴你該看哪裡、預期會看到什麼,也能幫你解釋某個訊號為什麼出現在那個位置。

每種技術回答的問題都不一樣:

  • NMR 呈現原子核所處的化學環境。在 1H 光譜中,化學位移(ppm)反映每個氫周圍的電子環境,積分反映產生該訊號的氫數目,分裂則反映相鄰的氫。13C 光譜則顯示不同的碳環境。
  • EI 質譜法以高能電子撞擊分子,使它失去一個電子,形成自由基陽離子,也就是分子離子。它的 m/z 提供分子質量,碎片峰則顯示哪些鍵斷裂。最高的峰稱為基峰,相對強度設為 100。
  • UV-Vis 量測發色團(例如共軛 π 系統與羰基)吸收的光。共軛程度越大,最大吸收波長(λmax)通常越往長波長移動。

Spectroscopy 外掛程式會把你的結構傳送給 AI 語言模型,並顯示它的回答。這些數值是估計值,不是實測數據,適合學習與討論,但不能當作參考標準。

外掛程式能提供什麼

MolDraw 編輯器開啟 AI 聊天面板,提示要求給出畫布上氯黴素的 1H NMR、EI-MS 與 UV-Vis 光譜,右側顯示其 3D 模型
向 AI 聊天詢問畫布上結構的光譜。標示 1 是 AI 聊天按鈕,標示 2 是提示輸入框。
光譜1H 與 13C NMR、EI 質譜以及 UV-Vis 吸收。
結果視窗標題、分子式與分子量、峰的棒狀圖、峰表、說明以及免責聲明。
匯出Download PNG 會儲存圖譜,Download CSV 會儲存表格。
需求用來安裝的免費 MolDraw 帳號、你自己的 Gemini API 金鑰,以及網路連線。

如何安裝 Spectroscopy 外掛程式

  1. 開啟 MolDraw 編輯器並登入,免費帳號就夠了。
  2. 點選 Settings(齒輪圖示),再點選 Plugins。
  3. 點選 Spectroscopy 旁邊的 Install。
  4. 開啟 Settings › AI,貼上 Gemini API 金鑰。MolDraw 只會把金鑰儲存在你的瀏覽器中。

沒有金鑰時,外掛程式會顯示訊息「Spectroscopy requires AI. Add a Gemini API key in Settings → AI.」

如何預測光譜

從 Chemistry 選單

  1. 畫出分子,或貼上 SMILES。
  2. 開啟工具列中的 Chemistry 選單,選擇 Spectroscopy。
  3. 選擇 Predict NMR(1H)、Predict MASS spectra(EI)或 Predict UV。
  4. 結果視窗會開啟,顯示圖譜、表格與說明。
  5. 使用 Download PNG 或 Download CSV 保存結果。

從 AI 聊天

  1. 點選 AI 按鈕開啟 AI 聊天。
  2. 輸入要求,例如「Predict the 13C NMR spectrum of the molecule on the canvas」(預測畫布上分子的 13C NMR 光譜)。
  3. 接著追問,例如「為什麼基峰在 m/z 43?」

若只想聚焦在較大結構的某一部分,請先選取那些原子。MolDraw 仍會傳送整個結構,但會請模型把選取部分當作重點片段。

在課堂與實驗室中的用法

  • 練習題:預測一張光譜,將圖譜匯出為 PNG,請學生指認每個峰。接著展示真實光譜,討論估計值哪裡有偏差。
  • 實驗預習:在測光譜之前,先大致掌握主要訊號應該出現在哪裡。
  • 量測之後:把真實數據和預測結果放在一起對照。你可以在瀏覽器中為 NMR 光譜校正基準並積分、將質譜與分子式及同位素分布核對,以及找出 UV-Vis 光譜的 λmax 與 ε。
  • 反應前後比較:分別預測起始物與預期產物的光譜,記下哪些訊號應該出現或消失,再到實驗數據中尋找。
  • 解釋碎片:用聊天詢問某個碎片為什麼會形成,並用精確質量計算器核對分子離子。

使用技巧與實際限制

  • 把每個數值都當作估計值。將它與 SDBS 或 NIST 的實驗光譜比較,或與 NMR Analyser 外掛程式的第二份預測比較。
  • 結果視窗中的分子式與分子量同樣來自模型,請與 MolDraw 狀態列中的 Formula 與 MW 數值比較。
  • 圖譜以簡單的棒狀線繪製,x 軸由左至右遞增;而印出的 NMR 光譜通常由高 ppm 排到低 ppm。精確位置請以表格為準。
  • 同一個要求再執行一次,語言模型給出的數字可能略有不同。
  • 模型只看得到你所畫結構的 SMILES 與 molfile。提問前請先檢查立體化學、電荷與氫原子。

先學會判讀圖譜:請參閱如何判讀 NMR 光譜與如何判讀質譜。

問與答

Spectroscopy 外掛程式要付費嗎?

不用。外掛程式是免費的。預測會使用你自己的 Gemini API 金鑰(Google 提供免費額度),而安裝外掛程式需要一個免費的 MolDraw 帳號。

預測的光譜夠準確,可以用在實驗報告裡嗎?

不行。這些是語言模型給出的合理估計值,適合用於學習與講解。在採用任何數值之前,請先用實驗光譜(例如 SDBS 或 NIST 的資料)逐一確認。

它能預測哪些光譜?

1H 與 13C NMR、電子撞擊游離(EI)質譜,以及 UV-Vis 吸收帶。

它和 NMR Analyser 外掛程式有什麼不同?

NMR Analyser 是專門的 NMR 工具,支援 1H、13C 與二維實驗,而且不需要 Gemini 金鑰。Spectroscopy 則是請 AI 模型估算 NMR、質譜與 UV-Vis 光譜。兩者一起使用,就能從兩個獨立的角度檢視同一個結構。

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