2022年2022年单晶培养的方法.docx

精选学习资料 - - - 欢迎下载几种培育单晶的方法和大家共享单晶培育的方法一.挥发法原理：依靠溶液的不断挥发, 使溶液由不饱和达到饱和过饱和状态；条件：固体能溶解于较易挥发的有机溶剂一般丙酮.甲醇.乙醇.乙腈.乙酸乙酯.三氯甲烷.苯.甲苯.四氢呋喃.水等；理论上,全部溶剂都可以,但一般选择沸点在60～120℃；留意：不同溶剂可能培育出的单晶结构不同二.扩散法原理：利用二种完全互溶的沸点相差较大的有机溶剂；固体易溶于高沸点的溶剂,难溶或不溶于低沸点溶剂；在密封容器中,使低沸点溶剂挥发进入高沸点溶剂中, 降低固体的溶解度, 从而析出晶核,生长成单晶；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载一般选难挥发的溶剂,如 DMF、DMSO甘、油甚至离子液体等；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载条件：固体在难挥发的溶剂中溶解度较大或者很大,在易挥发溶剂中不溶或难溶；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载三.温差法原理： 利用固体在某一有机溶剂中的溶解度,随温度的变化,有很大的变化,使其在高温下达到饱和或接近饱和,然后缓慢冷却,析出晶核,生长成单晶；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载一般,水, DMF、 DMSO尤、其为离子液体适用此方法；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载条件：溶解度随温度变化比较大； 体会：高温中溶解度越大越好,完全溶解；推广： 建议大家考虑使用离子液体做溶剂,特殊为对多核或者难溶性的协作物；四.接触法原理： 假如协作物极易由二种或二种以上的物种合成,选择性高且所形成的协作物很难找到溶剂溶解,就可使原料缓慢接触,在接触处形成晶核,再长大形成单晶； 一般无机合成,快反应使用此方法；方法： 1. 用 U 形管,可采纳琼脂降低离子扩散速度；2. 用直管,可做成两头粗中间细；3. 用缓慢滴加法或稀释溶液法（对反应不很快 的体系可采纳）4. 缓慢升温度（对温度有要求的体系适用）体会：原料的浓度尽可能的降低,可以人为的设定浓度或比例；0.1g ～ 0.5g 的溶质量即可；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载五. 高压釜法原理： 利用水热或溶剂热,在高温高压下,为体系经过一个析出晶核,生长成单晶的过程,因高温高压条件下,可发生很多不行预料的反应；方法： 将原料按组合比例放入高压釜中,选择好溶剂,利用溶剂的沸点选择体系的温度,高压釜密封好后放入烘箱中,调好温度,反应1～ 4小时均可；然后,关闭烘箱,冷至室温,打开反应釜,观看情形按如下过程处理： 1. 没有反应——重新组合比例,调剂条件,包括换溶剂,调 pH 值,加入新组分等；2. 反应但全为粉末, 且粉末什么都不溶解, 第一从粉末中选择单晶或晶体,如不成, A ：转变条件,换配体或加入新的盐,如季铵盐,羧酸盐等； B: 破坏性试验,设法使其反应变成新物质；3. 部分固体,部分在溶液中 : 第一通过颜色或条件变化推断两部分的大致组分,为否相同组成,固体挑单晶,溶液挥发培育单晶,如组成不同固体按 1或2的方法处理；4. 全部为溶液——旋蒸得到固体, 将固体提纯 、 将主要组成纯化, 再依据特点接上述四种单晶培育方法培育单晶；总结：单晶培育的方法多种多样,如升华法.共结晶法等；最简洁的精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载最有用常用的有： 1. 溶剂缓慢挥发法； 2. 液相扩散法 3. 气相扩散法； 99％的单晶为用以上三种方法培育出来的；一.单晶培育要点1.一般以 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；2.单晶培育的样品的预处理样品溶解后肯定要过滤,不能用滤纸,而为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 就流的太慢；样品当然为越纯越好,不过假如实在没方法弄纯也没关系,培育一次就相当于提纯了一次,也可用一些 TLC显示有杂点的东西长单晶,但要多养几次；3.肯定要做好记录,一次就得到单晶的可能性比较小；因此最好的方法就为在第一次培育单晶的时候,实行少量多溶剂体系的方法；假如你有50mg样品,建议你以 5mg为一单位,这样你可以同时试验 10 种溶剂体系,而不为选两种溶剂体系,每个体系 25mg；这时做好记录就特殊重要,以免下次又采纳已经失败的溶剂体系, 而且单晶解析时必需知道所用的溶剂；4.培育单晶时,最好放到没人碰的地方,这点大家都知道；我想说的为你不能一天去看几次也不能放在那里五六天不管；或许有的溶剂体系一天 就析出了晶体,结果五天后,溶剂全干了；一般一天看一次合适,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载看的时候不要动它；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育；5.液相扩散法中良溶剂与不良溶剂的比例最好为 1:2 － 1:4 ,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6.化合物结构中烷基链超过 4 个碳的很难培育单晶；7.分子中最好不要有叔丁基, 由于简洁无序, 影响单晶解析的质量；8.含氯的取代基一般简洁长单晶,如 4-- 氯苯基取代化合物比苯基取代化合物简洁长单晶；9.无水无氧条件下的单晶培育, 最简洁的方法就为将固体样品加入一带橡皮塞的容器（最常用的就为核磁管,塞子为软的橡皮塞（塞 子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；二.常用的两种方法挥发溶剂法：将纯的化合物溶于适当溶剂或混和溶剂；（抱负的溶剂为 一个易挥发的良溶剂和一个不易挥发的不良溶剂的混和物）此溶液最好稀一些；用氮 / 氩鼓泡除氧；容器可用橡胶塞（可缓慢透过溶剂）；为了让晶体长得致密,要挥发得慢一些,溶剂挥发性大的可置入冰箱；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载大约要长个几天到几星期吧；扩散法：在一个大容器内置入易挥发的不良溶剂（如戊烷. 已烷） ,其中加一个内管,置入化合物的良溶剂溶液；将大容器密闭,也可放入冰箱；经易挥发溶剂向内管扩散可得较好的晶体；时间可能比挥发法要长；另外假如这一化合物为室温反应得到,且产物比较 单一,溶解度较小,可将反应物溶液分两层放置,不加搅拌,令其缓慢反应沉淀出晶体；简洁结晶的东西放在那里自己就出单晶,不简洁结晶的怎么弄也为不出；似乎不为想做就能做出来的；第一看一下产物的溶解度,将产物抽干后用良性溶剂溶解成饱和溶液（如用二氯甲烷）,然后加入相同体积的不良性溶剂,如产物不稳固应在惰性气体的爱护下进行操作, 完成后置于冰箱中冷冻至单晶析出,或直接用惰性气体缓慢鼓泡直至单晶析出；另法一：在大烧杯里放一个小烧杯,小烧杯里放良溶剂和要结晶的物质,大烧杯里放易挥发的不良溶剂,把大烧杯密封,放于室温即可；另法二：在比色管中先用一种溶剂溶解产物,在渐渐地加入另一种 溶解性小的溶剂,密封会较快长出晶体；争论：晶体的生长为一个动力学过程,由化合物的内因（分子间色散力偶极力及氢键）与外因（溶剂极性.挥发或扩散速度及温度）打算；晶体的培育实质为一个饱和溶液的重结晶过程,使溶液渐渐饱和的方法（如溶液挥发.不良溶精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载剂的扩散及温度的降低）都可；三.培育单晶的七个留意事项1. 制备结晶,要留意选择合宜的溶剂和应用适量的溶剂；合宜的溶剂,最好为在冷时对所需要的成分溶解度较小, 而热时溶解度较大；溶剂的沸点亦不宜太高；一般常用甲醇.丙酮.氯仿.乙醇.乙酸乙醋等；但有些化合物在一般溶剂中不易形成结晶,而在某些溶剂中就易于形成结晶；2. 制备结晶的溶液,需要成为过饱和的溶液；一般为应用适量的溶剂在加热的情形下,将化合物溶解再放置冷处；假如在室温中可以析出结晶,就不肯定放置于冰箱中, 以免相伴结晶析出更多的杂质； “新生态”的物质即新游离的物质或无定形的粉未状物质,远较晶体物质的溶解度大,易于形成过饱和溶液；一般经过精制的化合物,在蒸去溶剂抽为无定形粉未时就为如此,有时只要加入少量溶剂,往往立刻可以溶解,稍稍放置即能析出结晶；3. 制备结晶溶液,除选用单一溶剂外,也常采纳混合溶剂；一般为先将化合物溶于易溶的溶剂中,再在室温下滴加适量的难溶的溶剂,直至溶液微呈浑浊,并将此溶液微微加温,使溶液完全澄清后放置；4. 结晶过程中,一般为溶液浓度高,降温快,析出结晶的速度也快些；但为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载其结晶的颗粒较小,杂质也可能多些；有时自溶液中析出的速度太快,超过化合物晶核的形成分子定向排列的速度,往往只能得到无定形粉未；有时溶液太浓, 粘度大反而不易结晶化； 假如溶液浓度适当,温度渐渐降低,有可能析出结晶较大而纯度较高的结晶；有的化合物其结晶的形成需要较长的时间；5. 制备结晶除应留意以上各点外, 在放置过程中, 最好先塞紧瓶塞,防止液面先显现结晶,而致结晶纯度较低；假如放置一段时间后没有结晶析出,可以加入极微量的种晶,即同种化合物结晶的微小颗粒；加种晶为诱导晶核形成常用而有效的手段；一般地说,结晶化过程为有高度选择性的,当加入同种分子或离子,结晶多会立刻长大；而且溶液中假如为光学异构体的混合物,仍可依种晶性质优先析出其同种光学异构体；没有种晶时,可用玻璃棒蘸过饱和溶液一滴,在空气中任溶剂挥散,再用以磨擦容器内壁溶液边缘处,以诱导结晶的形成；如仍无结晶析出,可打开瓶塞任溶液逐步挥散,渐渐析晶；或另选适当溶剂处理,或再精制一次,尽可能除尽杂质后进行结晶操作；6. 在制备结晶时,最好在形成一批结晶后,立刻倾出上层溶液,然后再放置以得到其次批结晶；晶态物质可以用溶剂溶解再次结晶精制；这种方法称为重结晶法；结晶经重结晶后所得各部分母液,再经处理又可分别得到其次批.第三批结晶；这种方法就称为分步结晶法或分级结晶法；晶态物质在一再结晶过程中,结晶的析出总为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载越来越快,纯度也越来越高；分步结晶法各部分所得结晶,其纯度往往有较大的差异,但常可获得一种以上的结晶成分,在未加检查前不要贸然混在一起；7. 化合物的结晶都有肯定的结晶外形.色泽.熔点和熔距,可以作为鉴定的初步依据；这为非结晶物质所没有的物理性质；化合物结晶的外形和熔点往往因所用溶剂不同而有差异；原托品碱在氯仿中形成棱往状结 晶,熔点207℃；在丙酮中就形成半球状结晶,熔点 203℃；在氯仿和丙酮混合溶剂中就形成以上两种晶形的结晶；所以文献中常在 化合物的晶形.熔点之后注明所用溶剂；一般单体纯化合物结晶的熔距较窄,有时要求在 0.5 ℃左右,假如熔距较长就表示化合物不纯；四.无水无氧条件下的单晶培育1.溶剂的选择与加入方法在单晶的培育过程中, 通常为用适量极性大的溶剂提取你的反应物质,然后再滴加少量的极性小的溶剂,放置结晶；这样做的结果为结晶很慢,而且结晶的收率不高；也可以实行背道而行的方法,先用极性小的溶剂提取；依据反应物质量,加入适量的极性小的溶剂,不能全溶解,就加入适。