如何以 3D 绘制笼状分子：立方烷、金刚烷与配位笼

发布：2026年10月30日 · 作者：Scidart Academy · 阅读时间：约 6 分钟

MolDraw 画布上带深度明暗效果的 3D 透视立方烷，旁边是 Pd6L4 配位笼 — 立方烷和 Pd₆L₄ 配位笼，均以 3D 透视绘制在 MolDraw 画布上。

简短回答：不要试图手绘笼状分子的平面投影。在 MolDraw 中，可以从 Library 放置笼状分子（标有 3D 的卡片会以真正的 3D 放到画布上），也可以先用 2D 画出连接关系，再按 3D Clean Up（Shift+Ctrl+D）。然后在画布上拖动来旋转，需要用于论文或幻灯片的普通 2D 图时，点击 Flatten 3D pose。

为什么笼状分子难画

立方烷、金刚烷、十二面体烷和金属–有机笼本质上都是三维的。在纸上，每根键都必须画成投影：有些键会交叉，笼的后部被前部挡住，稍有差错，立方体就会看起来像一个扁平的六边形。教科书中的插图通过选择合适的观察角度、把远处的键画淡来解决这个问题。

MolDraw 会替你完成这些工作。它生成真实的 3D 几何结构，在画布上以带深度明暗的透视方式显示，并允许你转动，直到视角能清楚地说明结构。你只需决定角度。

方法 1：从 Library 放置笼状分子（最快）

第 1 步. 打开 Library

MolDraw 编辑器，左侧工具栏底部的 Library 按钮已高亮 — ① **Library** 按钮位于左侧工具栏底部（提示文字为 "Library — R-groups, ligands, structures…"）。在空白画布上，也可以点击开始卡片上的 **Templates**。

第 2 步. 选择标有 3D 的笼状分子

Library 窗口，Structures 选项卡中选中了 Polyhedra 类别，显示 Cubane、Prismane、Adamantane、Dodecahedrane 和 Tetrahedrane 卡片，每张都带 3D 标签 — ② 在 **Structures** 选项卡中选择 **Polyhedra**。③ 点击 **Cubane** 卡片。带有小 3D 标签的卡片会以 3D 放置。

笼状分子分布在以下几处：

Polyhedra：立方烷、棱晶烷、金刚烷、十二面体烷、四面体烷。
Bridged Polycyclics、Organic & amine cages（CC1、CC3 亚胺笼）、Strained hydrocarbons（五棱柱烷、双金刚烷、[1.1.1]螺桨烷）以及 3D Templates。
Supramolecular 选项卡：Fujita Pd₆(TPT)₄ 笼、Pd₂L₄、Fe₄L₆、Pd₄ 方形等配位笼，以及索烃和轮烷。

也可以在 Search categories or templates… 中输入关键词，例如 "adamantane" 或 "Fujita cage"。

第 3 步. 点击画布放置

以 3D 透视放置在画布上的立方烷；3D View 工具以及 3D Clean Up、Flatten 3D pose 和 Exit 3D 按钮已高亮；右侧 3D 查看器显示同一个立方体 — 立方体以 3D 落在画布上，后方的棱变淡。④ **3D View** 工具已被选中。⑤ **3D Clean Up** 显示为激活状态。⑥ **Flatten 3D pose** 和 ⑦ **Exit 3D** 在 3D 模式下出现。右侧 3D 查看器显示相同的姿态。

第 4 步. 旋转到最佳视角

拖动旋转后的立方烷，顶部工具栏中的 Fade 滑块和 Depth taper 按钮已高亮 — 在画布上拖动来转动笼状分子。⑧ **Fade** 设置后方原子变淡的程度；⑨ **Depth taper** 让远处的键变细，就像手绘的透视图一样。

每次拖动算作一步撤销，所以按 Ctrl+Z 可以回到上一个角度。按 Alt+D 可开关深度明暗效果。

第 5 步. 展平为 2D 图

Flatten 3D pose 之后的立方烷：保留所选透视视角的普通 2D 图 — 执行 **Flatten 3D pose** 后，你选择的视角会变成普通的 2D 图。你可以添加标注、颜色和箭头，并导出为 SVG、PNG 或矢量 PDF。

如果想放弃 3D 视图，点击 Exit 3D：姿态会被丢弃，原来的图会恢复。如果当前角度无法正确显示某个立体中心，Flatten 会提示你；稍微转动一下再试即可。

方法 2：自己画出笼状分子，再用 3D Clean Up 折叠成型

对于库中没有的笼状分子，只需画出连接关系。2D 草图看起来不对或键相互交叉都没关系。

由两个四边形顶点相连构成的立方烷平面 2D 草图，3D Clean Up 按钮和四元环工具已高亮 — 立方烷的平面草图：② 从环工具栏取两个四边形，用键工具将顶点一一相连。① 然后按 **3D Clean Up**。

从底部的环工具栏选择一个环（四元环、五元环、六元环……），然后点击画布。画立方烷时放置两个四边形。
选择单键工具，从一个环的每个原子拖到另一个环的对应原子，使笼闭合。桥也用同样的方法添加（金刚烷可先画环己烷，再用 CH₂ 基团桥连 1,3,5 位）。
在 Info 面板中核对分子式：立方烷为 C₈H₈，金刚烷为 C₁₀H₁₆。
按顶部工具栏中的 3D Clean Up 或 Shift+Ctrl+D。MolDraw 会整理草图、生成 3D 结构，并切换到 3D View 工具。

3D Clean Up 之后的手绘草图：画布上是正确的 3D 立方体，3D View 工具已高亮，右侧是带氢原子的 3D 模型 — 执行 3D Clean Up 后，草图变成了真正的立方体。③ 3D View 工具已激活，可以直接拖动旋转。

可以继续在 3D 中绘制。显示姿态时也可以添加原子和取代基。再次按 3D Clean Up 会重新优化几何结构：你选择的朝向保持不变，新原子会落到合适的 3D 位置。

3D Clean Up 后在 MolDraw 画布上以 3D 透视显示的金刚烷 — 金刚烷：画成带三个 CH₂ 桥的环己烷，执行 3D Clean Up 后的效果。

大型配位笼

从 Supramolecular 选项卡以 3D 透视放置的 Fujita Pd6(TPT)4 配位笼，三嗪面板带有颜色；右侧 3D 查看器显示带氢原子的完整笼 — 来自 Supramolecular 选项卡的 Fujita Pd₆(TPT)₄ 笼，以 3D 放置并带有彩色面板。

含 100 多个原子的大型金属–有机笼无法从 2D 草图可靠地构建，因此库中的版本附带经过检查的 3D 模型。从 Supramolecular 选项卡放置后，像立方烷一样旋转即可。要绘制自己的笼，可以从库中的笼开始编辑，或者先搭建一个顶点（金属加配体），再用 Generate 围绕中心生成旋转副本。

让笼状分子图更清晰的技巧

避免侧视重叠。转动笼，直到没有两个原子重叠、也没有键正对着你。
利用深度线索。适度的 Fade 加上 Depth taper 在印刷品中效果很好；需要干净的线条图时可以关闭。
最后再展平。展平之后再添加标注和颜色，它们才会留在你放置的位置。
查看 3D 查看器。右侧面板显示带氢原子的相同几何结构，可用于测量距离或导出 3D 文件。

常见问题

绘制笼状分子最简单的方法是什么？

从 MolDraw 的 Library 中放置。立方烷、金刚烷、十二面体烷和配位笼等笼状模板都标有 3D，会以真正的 3D 透视放到画布上，可以直接旋转。

笼状分子应该画成 2D 还是 3D？

先用 2D 画出连接关系（键交叉也没关系），然后按 3D Clean Up（Shift+Ctrl+D）。MolDraw 会生成真实的 3D 几何结构，以透视方式显示并允许旋转，比手绘投影清楚得多。

如何在画布上旋转分子？

显示 3D 姿态时，使用 3D View 工具（Alt+D）在画布上拖动。每次拖动算作一步撤销。

如何把 3D 视图变成论文用的普通结构图？

点击 Flatten 3D pose。当前视图会变成普通的 2D 图，可以添加标注、导出为 SVG 或 PDF，或粘贴到 Word 和 PowerPoint 中。

如何以 3D 绘制笼状分子：立方烷、金刚烷与配位笼

为什么笼状分子难画

方法 1：从 Library 放置笼状分子（最快）

第 1 步. 打开 Library

第 2 步. 选择标有 3D 的笼状分子

第 3 步. 点击画布放置

第 4 步. 旋转到最佳视角

第 5 步. 展平为 2D 图

方法 2：自己画出笼状分子，再用 3D Clean Up 折叠成型

大型配位笼

让笼状分子图更清晰的技巧

常见问题

绘制笼状分子最简单的方法是什么？

笼状分子应该画成 2D 还是 3D？

如何在画布上旋转分子？

如何把 3D 视图变成论文用的普通结构图？

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