单晶培养技术.ppt

单晶培养技术
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二、什么样的样品适合生长单晶？
分子结构角度考虑：
刚性化合物比柔性的更容易，烷基链超过4 个碳的一般难以培养单晶；
从晶体学家角度考虑，分子中最好不含叔丁基，因为容易无序，影响单晶解析的质量，但是从化学角度考虑，叔丁基可增加溶解度，所以也经常使用。***仿和高***酸根等也存在类似的问题；
更换取代基有时会有理想的效果。如 4－***苯基取代化合物比苯基取代化合物往往容易长单晶。
外观角度判断培养前景：
旋蒸或简单重结晶所得样品，如果光泽很好 (不是贴在烧瓶内壁的一层薄膜刮下来之后产生的光泽)，在显微镜下观察，如果是块状，有规则外形，则容易生长；
油状物很难长出单晶，经过进一步提纯后再去培养。
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1. 溶剂缓慢挥发法：挥发化合物的近饱和溶液
注意：缓慢挥发，不能让溶剂完全挥发。
干净光滑的器皿，但是全新的玻璃仪器效果往往也不好
清洁稳定的环境
合适的溶剂：沸点适中，不能太高或太低，60 ~ 90 度较合适。可以用不良溶剂和良溶剂的混合溶剂溶解化合物 (不良与良溶剂必须互溶，且沸点要高于良溶剂。如，甲醇里可加适量水)，以避免在溶剂体积特别小时才析出晶体。
三、常见的单晶生长方法
过滤：注意避免将滤纸上的纤维带入滤液。
封口、挥发：可用保鲜膜封好口，用很细的针戳孔，通过孔的数量来控制挥发速度。
晶体在底部生长
常用溶剂：甲醇、乙醇、***仿、甲醇-水及 CH2Cl2-正己烷等。
长在上面？
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2. 液相扩散法
向良溶剂的溶液中扩散不良溶剂：适用于两种溶剂中溶解度差别很大的化合物。
下层溶剂比重应比
上层大，且两种溶
剂必须互溶。
下层：CH2Cl2 (CHCl3)  上层：己烷 (庚烷、辛烷等)
下层： CH2Cl2 (CHCl3) 上层：甲醇 (乙醇等)
层铺法：
上层：不良溶剂
中间：混和溶剂缓冲层
下层：良溶剂的溶液
良溶剂
不良溶剂
甲醇-水，水-甲醇？
不行
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两种反应物的溶液之间进行扩散：适用于反应物溶解度好，而产物溶解度很差的体系。
常用溶剂体系：
CH2Cl2 (CHCl3)/己烷 (庚烷、辛烷等)
CH2Cl2 (CHCl3)/甲醇 (乙醇等)
混和溶剂缓冲层
反应物 B 的溶液
反应物 A 的溶液
可用一种或
两种溶剂。
可在此处加砂芯，
以控制扩散速度。
反应物 A 的溶液
反应物 B 的溶液
空白溶剂
H-形管：
层铺法：
两边可以是一种溶剂，也可以是不同溶剂。
溶剂比重需要有明显差异？
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3. 气相扩散法
A: 良溶剂溶液，沸点较高
B：不良溶剂，沸点较低
常用溶剂体系：DMF/***
DMF/己烷
适用于极性较大化合物
DMF/水
DMSO/水
适用于极性较小化合物
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适用于特别难溶的化合物 (如二维或三维配位网络)，经常在反应生成某种化合物的同时，生长其晶体。该方法有时可以得到其他方法无法得到的奇特结构；
需控制好溶剂和温度，高温条件下溶剂蒸汽自动产生一定压力，反应一段时间后，控制降温，冷却到室温之后，收集晶体。
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1. 样品用量
缓慢挥发法一般需样品量稍多。例如，配合物的甲醇溶液挥发，通常需要数十毫克到上百毫克样品。为减少样品用量，可加入适量的差溶剂，以降低溶解度；
液相扩散法和气相扩散法，数毫克就可以。样品量少的时候可选择较小的容器。
2. 样品的预处理
一般情况下，样品要尽量纯，可预先重结晶。很多配合物样品一般得到固体后，将很难再溶解。这种情况下，可以不经提纯，用反应溶液直接生长晶体。样品溶液要过滤，尽量不用滤纸，而是用一小团棉花塞在滴管的中下部过滤。过滤样品之前，用良溶剂洗涤所有用品。
四、一些重要的细节问题
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3. 样品的放置和观察
培养单晶时，最好放到没人碰的地方。不能一天去看几次，也不能放一两个星期都不管。也许有的溶剂体系一两天就析出了晶体，几天之后，溶剂全干了。一般两三天看一次合适，看的时候不要动它，可拿亮度较高的手电筒照射，观察晶体的大小和光泽。较好的晶体有很光滑的镜面，光泽度很好。明显不行的体系（如析出大量絮状固体或粉末）就要用别的溶剂体系再重新培养。
4. 溶剂比例
液相扩散法中良溶剂与不良溶剂的比例最好为 1:2－1: