配合物单晶培养.docx

配合物单晶培养晶体的生长是一个动力学过程，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）决定晶体的培养实质是一个饱和溶液的重结晶过程，使 溶液慢慢饱和的方法（如溶液挥发、不良溶剂的扩散及温度的降低）都可有些化合物易结 晶，经常有人将无机盐晶体去检测的例子（无机盐易结晶）如果可/微溶于水，可以用水培养单晶如果可/微溶于甲醇，可以用甲醇培养单晶难溶的可选择DMF、DMSO等溶解，再与水、醇等低沸点的不良溶剂共存于密闭的干燥器 中，低沸点的不良溶剂会扩散到DMF、DMSO中，有望析出晶体有以下两种方法较常用：1） 挥发溶剂法：将纯的化合物溶于适当溶剂或混和溶剂 （理想的溶剂是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大约 要长个几天到几星期吧2） 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。

另外如果这一化合物是室温反应得到，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容易结晶的东西放 在那里自己就出单晶，不容易结晶的怎么弄也是不出好象不是想做就能做出来的首先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，若产物不稳定应在惰性气体的保护下进行操作，完成后置于 冰箱中冷冻至单晶析出，或直接用惰性气体鼓泡直至单晶析出应缓慢找到络合物的良溶剂和不良溶剂，先在良溶剂中将络合物溶解，然后缓慢滴加不良溶剂，控 制滴加速度，使两种溶剂一点也没有混合，分界面不出现沉淀然后放置在不会轻易接触的 地方缓慢析晶，越慢越好如果络合物容易氧化，溶剂最好经过脱气处理我以前在福建物构所跳过，最简单的就是用针头上加一点A胶或B胶，出来后再在显微镜 下观察 我们使用马尾巴毛，是实验室一个工作人员正好老家附近有马，他剪了一把回来，估计够用 好几年了每一根都可以重复利用的 一般是用针粘上凡士林从母液或产物中挑选外形好的单晶然后用胶水粘在玻璃丝的顶端要 垂直菱形晶体要沾在角上,中轴有玻璃丝成一条线柱状晶体只要把晶体的长的一端粘住就可 以了 晶高手的经验：简单、实用－给搞有机的（转载） 单晶高手的经验：简单、实用－给搞有机的 版上已有一些单晶培养经验，我个人感觉有关键细节没有写出，特说说我的经验。

本文主要 针对搞有机的配合物的单晶培养，各实验室都有家传，而且以此为主业，不必看本文1. 单晶培养的方法多种多样，我们没必要掌握那些难以操作的，如升华法、共结晶法等最 简单的最实用常用的有1.溶剂缓慢挥发法；2.液相扩散法；3.气相扩散法 99％的单晶是 用以上三种方法培养出来的2. 单晶培养所需样品用量一般以 10－25mg 为佳，如果你只有 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3. 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，不过如果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4. 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 多溶剂体系的办法如果你有 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这是做好记录就特别重要，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。

5. 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6. 液相扩散法中良溶剂与不良溶剂的比例最好为1：2－1：47. 烷基链超过4 个碳的很难培养单晶8. 分子中最好不要有叔丁基，因为容易无序，影响单晶解析的质量9. 含氯的取代基一般容易长单晶，如4－氯苯基取代化合物比苯基取代化合物容易长单晶有以下两种方法较常用：1） 挥发溶剂法：将纯的化合物溶于适当溶剂或混和溶剂 （理想的溶剂是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大约 要长个几天到几星期吧2） 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。

另外如果这一化合物是室温反应得到，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 体容易结晶的东西放在那里自己就出单晶，不容易结晶的怎么弄也是不出好象不是想做 就能做出来的首先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，若产物不稳定应在惰性气体的保护下进行操作，完成后置于 冰箱中冷冻至单晶析出，或直接用惰性气体鼓泡直至单晶析出补充一点 培养方法三：分层将金属的水溶液放于试管下层，配体的有机溶剂溶液放于试管上层，中间 是水和有机溶剂的混合溶剂，封口操作要小心，最好是用滴管伸进试管靠近液面缓慢滴加 静置至发现满意的晶体出现以上是我在培养配合物单晶常用的方法，一般是几种方法同时做，不是每种方法都能或总能 培养出单晶，更多的是取决于配合物的结晶性好坏总之就是多试：不同的温度、溶剂、混 合溶剂的比例„„化合物结晶的方法 化合物晶型的差异直接影响其稳定性/吸收的快慢/吸湿性/纯度等,不知大家这方面有什么心 得?结晶溶剂选择的一般原则及判定结晶纯度的方法结晶溶剂选择的一般原则：对欲分离 的成分热时溶解度大，冷时溶解度小；对杂质冷热都不溶或冷热都易溶。

沸点要适当，不宜 过高或过低，如乙醚就不宜用 或者利用物质与杂质在不同的溶剂中的溶解度差异 选择溶剂判定结晶纯度的方法：理化性质均一；固体化合物熔距W 2°c； TLC或PC展开 呈单一斑点； HPLC 或 GC 分析呈单峰，现代结晶学主要包括以下几个分支：(1) 晶体生成学(crystallogeny)：研究天然及人工晶体的发生、成长和变化的过程与机理， 以及控制和影响它们的因素2) 几何结晶学(gometrical crystallography):研究晶体外表几何多面体的形状及其间的规 律性3) 晶体结构学(crystallology)：研究晶体内部结构中质点排而的规律性，以及晶体结构 的不完善性4) 晶体化学(crystallochemistry,亦称结晶化学)：研究晶体的化学组成与晶体结构以及 晶体的物理、化学性质间关系的规律性5) 晶体物理学(crystallophysics)：研究晶体的各项物理性质及其产生的机理溶剂方面：是制备结晶的关键所在除yangdongyu提到的外，选择时可用少量各种不同溶 剂试验其溶解度，包裹冷时和热时一般首选乙醇另外，尽可能选择单一溶剂，这样在大 生产时也可较好的解决母液回收套用问题，降低成本。

研究时，混合溶剂一般会有更好效果 还有安全，价廉也是考虑因素结晶条件：主要指温度，压力，是否搅拌等温度很重要，一般我们都是低温冷藏，其实有 时还需要高温保温！这主要需摸清其溶解度的关系在确定结晶温度搅拌也是一个影响因素， 他对结晶的晶型，结晶的快慢都有影响结晶纯度判定：都是一般的常规方法不过都某些 产品作的多了，可以凭经验的，如该样品经过多次重结晶后，看到应该出现的那种晶型，根 据以往检测结果，其含量应该***不离十了，不信 HPLC 测去另外选择梯度降温的条件对晶 型和收率影响也较大还有就是加晶种的时机：晶种加得过早，晶种溶解或产生的晶型一般较 细；加的晚，则溶液里可能已经产生了晶核，造成结晶可能包裹杂质重结晶方法是利用固体 混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同而使其相互分离进行重结晶的简单程序是先将不纯固体物质溶解于适当的热的溶剂中制成接近饱和的溶液， 趁热过滤除去不溶性杂质，冷却滤液，使晶体自过饱和溶液中析出，而易溶性杂质仍 留于母液小，抽气过滤，将晶体从母液中分出，干燥后测定熔点，如纯度仍不符合要求，可 再次进行重结晶，直至符合要求为止关于溶剂的选择 选择适当的溶剂对于重结晶操作的成功具有重大的意义，一个良好的溶剂必须符合下面儿个 条件：1、 不与被提纯物质起化学反应2、 在较高温度时能溶解多量的被提纯物质而在室温或更低温度时只能溶解很少量； 3．对杂质的溶解度非常大或非常小，前一种情况杂质留于母液内，后一种情况趁热过滤时 杂质被滤除；4．溶剂的沸点不宜太低，也不宜过高。

溶剂沸点过低时制成溶液和冷却结晶两步操作温差 小，团体物溶解 度改变不大，影响收率，而且低沸点溶剂操作也不方便溶剂沸点过高，附着于晶体表面的 溶剂不易除去 5．能给出较好的结晶 在几种溶剂都适用时，则应根据结晶的回收率、操作的难易、溶剂的毒性大小及是否易燃、 价格高低等择优选用 关于晶体的析出 过滤得到的滤液冷却后，晶体就会析出用冷水或冰水迅速冷却并剧烈搅动溶液时，可得到 颗粒很小的晶 体，将热溶液在空温条件下静置使之缓缓冷却，则可得到均匀而较大的品体 如果溶液冷却后晶体仍不析出，可用玻璃抹摩控液面下的容器壁，也可加入品种，或进一步 降低溶液温度（用冰水或其它冷冻溶液冷却） 如果溶液冷却后不析出品体而得到油状物时，可重新加热，至形成澄清的热溶液后，任其自 行冷却，并不 断用玻璃棒搅拌溶液，摩擦器壁或投人品种，以加速品体的析出若仍有油状物开始忻出， 应立即剧烈搅 拌使油滴分散结晶过程的确是一门学问，国内在结晶方面专家首推天津大学化工学院的王静康院士关于 这方面的理论 书籍不少，但是真正具体到每一类物质或每个物质，他们又不完全相同共性的东西可能是 理论上的，具体到每一类化合物的结晶过程的讨论可能对大家最有帮助。

溶剂的选择（单一或复合）、结晶温度，搅拌速度，搅拌方式，过饱和度的选择，养晶的时 间，溶媒滴加的 方式和速率等等，另外，在溶解、析晶、养晶这些过程中，上述温度、搅拌速度、时间多少、 加入方式和速度还不完全一样所以诸多因素叠加在一起，更是觉得难度大 一般说来，先应该选择主要的条件，使结晶过程能够进行下去，得到晶体，然后再优化上述 条件条件成 熟后，才能进行中试和生产如果是进行理论研究可能着重点就不一样了如果是搞应用研究，那么溶剂相对来说不难选择，关键点在于使用这种溶剂能否找到过饱和 点，过饱和点 区间是不是好控制如果过饱和点不好选，或过饱和度不够，很难析晶，更别提养晶了这 时可能要考虑 复合溶媒，调整过饱和区间所以我认为结晶过程最主要的是析晶过程，这时候各个条件的 控制最为重要控制好析晶过程，结晶过程大概完成60% 养晶过程相对来说好控制一些，主要是按照优化参数，控制好条件，一般问题不大，放大过 程中也基本不 会出问题如果搞基础研究，物性还不是很清楚，结晶过程的研究可能。