【摘要】 单晶结构是用来了解晶型的晶体结构和确定药物分子的立体化学结构最具说服力的数据,但培养单晶通常很有挑战性,需要耐心和细心。

培养单晶有那些方法和技巧?

 

单晶结构是用来了解晶型的晶体结构和确定药物分子的立体化学结构最具说服力的数据,但培养单晶通常很有挑战性,需要耐心和细心。科研人员需要具有很高的晶体生长技巧和丰富的单晶培养经验,能根据药物分子的物化性能选择最适合的结晶方法。

 

单晶培养方法包括溶剂挥发法,冷却结晶法,蒸气扩散,液-液扩散法,悬滴法,升华法,共晶生成法等。单晶培养的方法多种多样,常用的有溶剂缓慢挥发法,液相扩散法和气相扩散法。99%的单晶是 用以上三种方法培养出来的。

 

单晶培养所需样品用量 一般以10-25mg为佳,假如你只有2mg左右样品,也没关系,但这时就要选择液相扩散法 和气相扩散法,不能使用溶剂缓慢挥发法。

 

单晶培养的样品的预处理

 

样品溶解后一定要过滤,不能用滤纸,而是用一小团棉花轻轻的塞在滴管的中下部或下部, 不要塞太紧,否则流的太慢。样品当然是越纯越好,不过假如实在没办法弄纯也没关系,培 养一次就相当于提纯了一次,我经常用一些TLC显示有杂点的东西长单晶,但得多养几次。 一定要做好记录 一次就得到单晶的可能性比较小。因此最好的方法就是在第一次培养单晶的时候,采取少量 多溶剂体系的办法。

 

假如你有50mg样品,建议你以5mg为一单位, 这样你可以同时实验 10种溶剂体系,而不是选两种溶剂体系,每个体系25mg。这是做好记录就非凡重要,以免 下次又采用已经失败的溶剂体系,而且单晶解析 时必须知道所用的溶剂。

 

培养单晶时,最好放到没人碰的地方,这点大家都知道。我想说的是你不能一天去看几次 也不能放在那里5,6天不管。也许有的溶剂体系一天就析出了晶体,结果5天后,溶剂全 干了。一般一天看一次合适,看的时候不要动它。明显不行的体系 (如析出絮状固体)就要重新用别的溶剂体系再重新培养。液相扩散法中良溶剂与不良溶剂的比例最好为1:2-1:4。 烷基链超过4个碳的很难培养单晶。

 

分子中最好不要有叔丁基,因为轻易无序,影响单晶解析的质量。 含氯的取代基一般轻易长单晶,如4-氯苯基取代化合物比苯基取代化合物轻易长单晶。

 

单晶培养-无水无氧条件下的单晶培养,麻烦的方法我就不说了,最简单的方法就是将 你的固体样品加入一带橡皮塞的容器(最常用的就是核磁管,塞子不是 我们常用的硬塞子, 而是软的橡皮塞(随便什么塞子都行,只要能密封且能扎针头),先抽真空,然后通氮气, 再用注射器加入良性溶剂,充分溶解(超声),然后 再用注射器沿器壁加入不良溶剂即可。你将会发现,培养单晶不仅需要耐心,而且还需要一双灵巧的双手。结晶过程对温度和其它 轻微的扰动都非常敏感。因此,应该在相似的条件下多尝试几个不同的实验温度,并为单晶的生长寻找一个没有干扰的安静环境。

 

方案#1 ● 有时好的单晶仅需冷却溶液即可生长。你也可以尝试加热溶液至所有物质完全溶解,达到过饱和,再慢慢地使其冷却。

 

方案#2 1)选取一种可以溶解你的目标化合物的溶剂,制成饱和溶液。 2)如果有必要,可以通过过滤除去其中的不溶性杂质。对于少量溶液,可使用一种有效的 过滤器,其制备方法是:将玻璃毛(甚至可以用面巾纸)塞入一根一次性Pasture滴管中, 然后填入一英寸左右助滤物(如硅藻土Celite)。用新鲜溶剂湿润硅藻土,然后用球形压力 器将溶液压过该管进行过滤。 3)寻找另一种溶剂,使目标化合物在其中不溶解(或仅微量溶解),而且这种溶剂能够和 前一种溶剂混溶,并具有较低的密度。 4)将第二种溶剂小心地铺在小瓶中饱和溶液的上面。在两相界面上可看到一些混浊物。单 晶将会沿着这个界面生长。

 

方案#3 ● 将盛有饱和溶液的小瓶放置在另外一个较大的瓶中。 在外面的大瓶中加入第二种溶剂并且 盖紧盖子。第二种溶剂将会慢慢地扩散到饱和溶液中,晶体就会出现了!为了进一步减慢这 个过程,可将这个扩散装置放在冰箱中。 可以尝试的溶剂系统: CH2Cl2/乙醚或戊烷 ,THF/乙醚或戊烷 甲苯/乙醚或戊烷 水/甲醇 CHCl3/正庚烷

 

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