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文檔簡介
配合物單晶培養(yǎng)晶體的生長是一個動力學過程,由化合物的內因(分子間色散力偶極力及氫鍵)與外因(溶劑極性、揮發(fā)或擴散速度及溫度)決定。晶體的培養(yǎng)實質是一個飽和溶液的重結晶過程,使溶液慢慢飽和的方法(如溶液揮發(fā)、不良溶劑的擴散及溫度的降低)都可。有些化合物易結晶,經常有人將無機鹽晶體去檢測的例子(無機鹽易結晶)。如果可/微溶于水,可以用水培養(yǎng)單晶。如果可/微溶于甲醇,可以用甲醇培養(yǎng)單晶。難溶的可選擇DMF、DMSO等溶解,再與水、醇等低沸點的不良溶劑共存于密閉的干燥器中,低沸點的不良溶劑會擴散到DMF、DMSO中,有望析出晶體。有以下兩種方法較常用:1) 揮發(fā)溶劑法:將純的化合物溶于適當溶劑或混和溶劑。(理想的溶劑是一個易揮發(fā)的良溶劑和一個不易揮發(fā)的不良溶劑的混和物。)此溶液最好稀一些。用氮/氬鼓泡除氧。容器可用橡膠塞(可緩慢透過溶劑)。為了讓晶體長得致密,要揮發(fā)得慢一些,溶劑揮發(fā)性大的可置入冰箱。大約要長個幾天到幾星期吧。2) 擴散法:在一個大容器內置入易揮發(fā)的不良溶劑(如戊烷、已烷),其中加一個內管,置入化合物的良溶劑溶液。將大容器密閉,也可放入冰箱。經易揮發(fā)溶劑向內管擴散可得較好的晶體。時間可能比揮發(fā)法要長。另外如果這一化合物是室溫反應得到,且產物比較單一,溶解度較小,可將反應物溶液分兩層放置,不加攪拌,令其緩慢反應沉淀出晶體。容易結晶的東西放在那里自己就出單晶,不容易結晶的怎么弄也是不出。好象不是想做就能做出來的。首先看一下產物的溶解度,將產物抽干后用良性溶劑溶解成飽和溶液(如用二氯甲烷),然后加入相同體積的不良性溶劑,若產物不穩(wěn)定應在惰性氣體的保護下進行操作,完成后置于冰箱中冷凍至單晶析出,或直接用惰性氣體鼓泡直至單晶析出。(應緩慢找到絡合物的良溶劑和不良溶劑,先在良溶劑中將絡合物溶解,然后緩慢滴加不良溶劑,控制滴加速度,使兩種溶劑一點也沒有混合,分界面不出現(xiàn)沉淀。然后放置在不會輕易接觸的地方緩慢析晶,越慢越好。如果絡合物容易氧化,溶劑最好經過脫氣處理。我以前在福建物構所跳過,最簡單的就是用針頭上加一點A膠或B膠,出來后再在顯微鏡下觀察我們使用馬尾巴毛,是實驗室一個工作人員正好老家附近有馬,他剪了一把回來,估計夠用好幾年了。(每一根都可以重復利用的一般是用針粘上凡士林從母液或產物中挑選外形好的單晶然后用膠水粘在玻璃絲的頂端要垂直菱形晶體要沾在角上,中軸有玻璃絲成一條線柱狀晶體只要把晶體的長的一端粘住就可以了晶高手的經驗:簡單、實用一給搞有機的(轉載)單晶高手的經驗:簡單、實用一給搞有機的版上已有一些單晶培養(yǎng)經驗,我個人感覺有關鍵細節(jié)沒有寫出,特說說我的經驗。本文主要針對搞有機的。配合物的單晶培養(yǎng),各實驗室都有家傳,而且以此為主業(yè),不必看本文。單晶培養(yǎng)的方法多種多樣,我們沒必要掌握那些難以操作的,如升華法、共結晶法等。最簡單的最實用。常用的有1.溶劑緩慢揮發(fā)法;2.液相擴散法;3.氣相擴散法。99%的單晶是用以上三種方法培養(yǎng)出來的。單晶培養(yǎng)所需樣品用量一般以10-25mg為佳,如果你只有2mg左右樣品,也沒關系,但這時就要選擇液相擴散法和氣相擴散法,不能使用溶劑緩慢揮發(fā)法。單晶培養(yǎng)的樣品的預處理樣品溶解后一定要過濾,不能用濾紙,而是用一小團棉花輕輕的塞在滴管的中下部或下部,不要塞太緊,否則流的太慢。樣品當然是越純越好,不過如果實在沒辦法弄純也沒關系,培養(yǎng)一次就相當于提純了一次,我經常用一些TLC顯示有雜點的東西長單晶,但得多養(yǎng)幾次。一定要做好記錄一次就得到單晶的可能性比較小。因此最好的方法就是在第一次培養(yǎng)單晶的時候,采取少量多溶劑體系的辦法。如果你有50mg樣品,建議你以5mg為一單位,這樣你可以同時實驗10種溶劑體系,而不是選兩種溶劑體系,每個體系25mg。這是做好記錄就特別重要,以免下次又采用已經失敗的溶劑體系,而且單晶解析時必須知道所用的溶劑。培養(yǎng)單晶時,最好放到沒人碰的地方,這點大家都知道。我想說的是你不能一天去看幾次也不能放在那里5,6天不管。也許有的溶劑體系一天就析出了晶體,結果5天后,溶劑全干了。一般一天看一次合適,看的時候不要動它。明顯不行的體系(如析出絮狀固體)就要重新用別的溶劑體系再重新培養(yǎng)。液相擴散法中良溶劑與不良溶劑的比例最好為1:2-1:4。烷基鏈超過4個碳的很難培養(yǎng)單晶。分子中最好不要有叔丁基,因為容易無序,影響單晶解析的質量。含氯的取代基一般容易長單晶,如4—氯苯基取代化合物比苯基取代化合物容易長單晶。有以下兩種方法較常用:1) 揮發(fā)溶劑法:將純的化合物溶于適當溶劑或混和溶劑。(理想的溶劑是一個易揮發(fā)的良溶劑和一個不易揮發(fā)的不良溶劑的混和物。)此溶液最好稀一些。用氮/氬鼓泡除氧。容器可用橡膠塞(可緩慢透過溶劑)。為了讓晶體長得致密,要揮發(fā)得慢一些,溶劑揮發(fā)性大的可置入冰箱。大約要長個幾天到幾星期吧。2) 擴散法:在一個大容器內置入易揮發(fā)的不良溶劑(如戊烷、已烷),其中加一個內管,置入化合物的良溶劑溶液。將大容器密閉,也可放入冰箱。經易揮發(fā)溶劑向內管擴散可得較好的晶體。時間可能比揮發(fā)法要長。另外如果這一化合物是室溫反應得到,且產物比較單一,溶解度較小,可將反應物溶液分兩層放置,不加攪拌,令其緩慢反應沉淀出晶體。容易結晶的東西放在那里自己就出單晶,不容易結晶的怎么弄也是不出。好象不是想做就能做出來的?!紫瓤匆幌庐a物的溶解度,將產物抽干后用良性溶劑溶解成飽和溶液(如用二氯甲烷),然后加入相同體積的不良性溶劑,若產物不穩(wěn)定應在惰性氣體的保護下進行操作,完成后置于冰箱中冷凍至單晶析出,或直接用惰性氣體鼓泡直至單晶析出。(應緩慢。補充一點培養(yǎng)方法三:分層將金屬的水溶液放于試管下層,配體的有機溶劑溶液放于試管上層,中間是水和有機溶劑的混合溶劑,封口。操作要小心,最好是用滴管伸進試管靠近液面緩慢滴加。靜置至發(fā)現(xiàn)滿意的晶體出現(xiàn)。以上是我在培養(yǎng)配合物單晶常用的方法,一般是幾種方法同時做,不是每種方法都能或總能培養(yǎng)出單晶,更多的是取決于配合物的結晶性好壞??傊褪嵌嘣嚕翰煌臏囟?、溶劑、混合溶劑的比例……化合物結晶的方法化合物晶型的差異直接影響其穩(wěn)定性/吸收的快慢/吸濕性/純度等,不知大家這方面有什么心得?結晶溶劑選擇的一般原則及判定結晶純度的方法。結晶溶劑選擇的一般原則:對欲分離的成分熱時溶解度大,冷時溶解度小;對雜質冷熱都不溶或冷熱都易溶。沸點要適當,不宜過高或過低,如乙醚就不宜用?;蛘呃梦镔|與雜質在不同的溶劑中的溶解度差異選擇溶劑判定結晶純度的方法:理化性質均一;固體化合物熔距W2°C;TLC或PC展開呈單一斑點;HPLC或GC分析呈單峰,現(xiàn)代結晶學主要包括以下幾個分支:晶體生成學(crystallogeny):研究天然及人工晶體的發(fā)生、成長和變化的過程與機理,以及控制和影響它們的因素。幾何結晶學(gometricalcrystallography):研究晶體外表幾何多面體的形狀及其間的規(guī)律性。晶體結構學(crystallology):研究晶體內部結構中質點排而的規(guī)律性,以及晶體結構的不完善性。晶體化學(crystallochemistry,亦稱結晶化學):研究晶體的化學組成與晶體結構以及晶體的物理、化學性質間關系的規(guī)律性。晶體物理學(crystallophysics):研究晶體的各項物理性質及其產生的機理。溶劑方面:是制備結晶的關鍵所在。除yangdongyu提到的外,選擇時可用少量各種不同溶劑試驗其溶解度,包裹冷時和熱時。一般首選乙醇。另外,盡可能選擇單一溶劑,這樣在大生產時也可較好的解決母液回收套用問題,降低成本。研究時,混合溶劑一般會有更好效果。還有安全,價廉也是考慮因素。結晶條件:主要指溫度,壓力,是否攪拌等。溫度很重要,一般我們都是低溫冷藏,其實有時還需要高溫保溫!這主要需摸清其溶解度的關系在確定結晶溫度。攪拌也是一個影響因素,他對結晶的晶型,結晶的快慢都有影響。結晶純度判定:都是一般的常規(guī)方法。不過都某些產品作的多了,可以憑經驗的,如該樣品經過多次重結晶后,看到應該出現(xiàn)的那種晶型,根據以往檢測結果,其含量應該***不離十了,不信HPLC測去另外選擇梯度降溫的條件對晶型和收率影響也較大還有就是加晶種的時機:晶種加得過早,晶種溶解或產生的晶型一般較細;加的晚,則溶液里可能已經產生了晶核,造成結晶可能包裹雜質重結晶方法是利用固體混合物中各組分在某種溶劑中的溶解度不同而使其相互分離。進行重結晶的簡單程序是先將不純固體物質溶解于適當?shù)臒岬娜軇┲兄瞥山咏柡偷娜芤海脽徇^濾除去不溶性雜質,冷卻濾液,使晶體自過飽和溶液中析出,而易溶性雜質仍留于母液小,抽氣過濾,將晶體從母液中分出,干燥后測定熔點,如純度仍不符合要求,可再次進行重結晶,直至符合要求為止。關于溶劑的選擇選擇適當?shù)娜軇τ谥亟Y晶操作的成功具有重大的意義,一個良好的溶劑必須符合下面兒個條件:1、 不與被提純物質起化學反應2、 在較高溫度時能溶解多量的被提純物質而在室溫或更低溫度時只能溶解很少量;對雜質的溶解度非常大或非常小,前一種情況雜質留于母液內,后一種情況趁熱過濾時雜質被濾除;溶劑的沸點不宜太低,也不宜過高。溶劑沸點過低時制成溶液和冷卻結晶兩步操作溫差小,團體物溶解度改變不大,影響收率,而且低沸點溶劑操作也不方便。溶劑沸點過高,附著于晶體表面的溶劑不易除去。能給出較好的結晶。在幾種溶劑都適用時,則應根據結晶的回收率、操作的難易、溶劑的毒性大小及是否易燃、價格高低等擇優(yōu)選用。關于晶體的析出過濾得到的濾液冷卻后,晶體就會析出。用冷水或冰水迅速冷卻并劇烈攪動溶液時,可得到顆粒很小的晶體,將熱溶液在空溫條件下靜置使之緩緩冷卻,則可得到均勻而較大的品體。如果溶液冷卻后晶體仍不析出,可用玻璃抹摩控液面下的容器壁,也可加入品種,或進一步降低溶液溫度(用冰水或其它冷凍溶液冷卻)。如果溶液冷卻后不析出品體而得到油狀物時,可重新加熱,至形成澄清的熱溶液后,任其自行冷卻,并不斷用玻璃棒攪拌溶液,摩擦器壁或投人品種,以加速品體的析出。若仍有油狀物開始忻出,應立即劇烈攪拌使油滴分散。結晶過程的確是一門學問,國內在結晶方面專家首推天津大學化工學院的王靜康院士。關于這方面的理論書籍不少,但是真正具體到每一類物質或每個物質,他們又不完全相同。共性的東西可能是理論上的,具體到每一類化合物的結晶過程的討論可能對大家最有幫助。溶劑的選擇(單一或復合)、結晶溫度,攪拌速度,攪拌方式,過飽和度的選擇,養(yǎng)晶的時間,溶媒滴加的方式和速率等等,另外,在溶解、析晶、養(yǎng)晶這些過程中,上述溫度、攪拌速度、時間多少、加入方式和速度還不完全一樣。所以諸多因素疊加在一起,更是覺得難度大。一般說來,先應該選擇主要的條件,使結晶過程能夠進行下去,得到晶體,然后再優(yōu)化上述條件。條件成熟后,才能進行中試和生產。如果是進行理論研究可能著重點就不一樣了。如果是搞應用研究,那么溶劑相對來說不難選擇,關鍵點在于使用這種溶劑能否找到過飽和點,過飽和點區(qū)間是不是好控制。如果過飽和點不好選,或過飽和度不夠,很難析晶,更別提養(yǎng)晶了。這時可能要考慮復合溶媒,調整過飽和區(qū)間。所以我認為結晶過程最主要的是析晶過程,這時候各個條件的控制最為重要??刂坪梦鼍н^程,結晶過程大概完成60%。養(yǎng)晶過程相對來說好控制一些,主要是按照優(yōu)化參數(shù),控制好條件,一般問題不大,放大過程中也基本不會出問題。如果搞基礎研究,物性還不是很清楚,結晶過程的研究可能花費的時間,精力較大。但一旦把整個過程搞明白,還是很有價值的。whatissinglecrystal?ifyoucanseeveryregularfacesofitlikesugarLowtemperaturemethod,Putyourunsatuatedsolutionintofreezer(-30degreeC).Forthismethod,concentrationofyoursamplecannotbetoohigh.Orelse,thecrystalswillcrashouttoofastwitharelativebadquality.Certainly,youneeduseverygoodglasswaretoholdyoursample.Socalled"good"meansitwillnotallowmoisturetodestroyyoursample.OMsampleusuallyisveryairandmoisturesensitive.Schlenktechniqueisnecessaryforthiscase.SupersaturatedsolutionmethodConcentrateyoursampleuntiltoseelotsofsolidcrashout.Itmeansthatthesolutionissaturated.Useaheatingmantletowarmyoursample(makesureyoursampleisstableatthattemperature)togetthosesolidredissolvedintothesolution.Afteryougetaclearsolution,stopwarmingandthencloseyourflaskandthensetitonthebenchatroomtemperature.Don'tbotherit!!!(ifyouwanttogetbiggerandsinglecrystals)Usually,ifyoursampleisnottoomessy,overnight,or2days,youwillfindverybeautifulcyrstalsthere.Thisisafastwaytogetbeautifulsinglecrystals.solventusuallyisveryimportantforgrowinggoodcrystals.Soifonesolventdoesn'twork,pleasetryanotherone.Whatisthebestmethodtogetgoodcrystal?Theansweristhewayyougotit!Thisisabsolutelytrue.IhavesomeexperiencetogrowsinglecrystalsforOMsamples,Ihopesharethiswithotherchongchong.目前產率有三種:粗產率、分離產率和儀器產率。儀器產率比如反應完畢后不要分離,直接用GC、HPLC或者其他如IR、NMR、UV等來計算。稱之為儀器產率。分離產率如柱層析提純、經過重結晶等的產率為分離產率。如果反應后僅經過簡單的處理,比如加溶劑使產物從反應體系中沉淀出來的產物。這一類屬于粗產物。關鍵是看你干什么用。產物如果是你的最終產物,你可以使用GC或HPLC來計算產物,如果為了發(fā)表文章,你只要說明你的產率屬于那一種即可。如果僅做為一種數(shù)據記錄,用柱層析后得到產品的數(shù)量計算產率稱為分離產率即可。如果你的產物是用作以后反應的原料,其中的雜質不影響你以后的反應,你使用粗產率也未嘗不可。名稱------沸點°C----比揮發(fā)速度TOC\o"1-5"\h\z二氯甲烷 40 2750四氯化碳 76.8 1280醋酸甲酯 57.2 1180丙酮 56.2 1120正己烷 65?69 1000二氯乙烷 84 750環(huán)已烷 80.8 720醋酸乙酯 77.1 615
丁酮 四氫呋喃---苯 正庚烷-----甲醇 甲苯 異丙醇-----丁酮 四氫呋喃---苯 正庚烷-----甲醇 甲苯 異丙醇-----乙醇 醋酸丁酯---二甲苯-----甲基溶纖劑——124.5 丁醇 117.1 環(huán)已酮 155?156--■三氯乙烯 86?88-----二氧六環(huán) 101?102二甲基甲酰胺----153——醋酸戊酯 130?150---79.6—— 66 ---80 ---98.0 64.5 111.0 ---82.5 --78.1 ---26.5 ---135?145--501500--386-370240-205203--100 68 55---45 25——快中慢-慢常用溶劑的揮發(fā)速度(ZZ前面看了很多人寫的長單晶方法和經驗體會,我也來說一個很容易的得到單晶并且不用溶劑的方法----升華.升華是小學自然課上就見過的'反應',但是很少有人會用它來做單晶.如下圖所示的Schlenk回流裝置,其實就是一個升華器(附件中).操作過程如下:加樣,固體粉末.逐漸減壓,小心粉末濺到冷凝管.真空度越高越好.逐步加熱升溫,就會發(fā)現(xiàn)有部分樣品飛到冷凝管,慢慢長出晶體.挑選合適的晶體.主要還是看樣品的性質,很多金屬有機化合物都可以升華,尤其在減壓的時候,熱水就可以升華成功.這套設備簡單,方便,實用,效率極高由4部分組成,從下到上分別為:1、電熱套2、三口球形瓶3、經改造的恒壓滴液漏斗4、回流冷凝管(上加氯化鈣干燥管)這4部分只有3是需要特殊加工的:在恒壓滴液漏斗的底部、閥門之上接出一個帶玻璃閥門的支管來,用于放出經干燥好的液體用。平時,恒壓滴液漏斗的下部閥門開著,用于回流用,當干燥好液體后,關閉閥門,蒸汽經冷凝后液化,經改造外加的閥門放出。及其方便。金屬配合物單晶的培養(yǎng)方法一:揮發(fā)用金屬配合物的良溶劑將其溶解在小燒杯中,小燒杯的內表面越光滑單晶性越好,否則晶體形狀不好缺陷多就會給后面的收單晶衍射數(shù)據帶來麻煩,甚至會造成無法解晶體結構,那將是非??上У模粺脼V紙或塑料薄膜封口防止灰塵落入,同時減慢揮發(fā)速度,長出較好晶形的單晶,一般揮發(fā)性稍差的溶劑用濾紙,如,水等。靜置至發(fā)現(xiàn)滿意的晶體出現(xiàn)。方法二:擴散用金屬配合物的良溶劑將其溶解在小燒杯或廣口瓶中,塑料薄膜封口(用針戳3-5個小孔),放于盛有該金屬配合物的揮發(fā)性不良溶劑(一般用乙醚)的大瓶子中。靜置至發(fā)現(xiàn)滿意的晶體出現(xiàn)。方法三:分層將金屬的水溶液放于試管下層,配體的有機溶劑溶液放于試管上層,中間是水和有機溶劑的混合溶劑,封口。操作要小心,最好是用滴管伸進試管靠近液面緩慢滴加。靜置至發(fā)現(xiàn)滿意的晶體出現(xiàn)。以上是我在培養(yǎng)配合物單晶常用的方法,一般是幾種方法同時做,不是每種方法都能或總能培養(yǎng)出單晶,更多的是取決于配合物的結晶性好壞??傊褪嵌嘣嚕翰煌臏囟?、溶劑、混合溶劑的比例……制備結晶,要注意選擇合宜的溶劑和應用適量的溶劑。合宜的溶劑,最好是在冷時對所需要的成分溶解度較小,而熱時溶解度較大。溶劑的沸點亦不宜太高。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劑中不易形成結晶,而在某些溶劑中則易于形成結晶。制備結晶的溶液,需要成為過飽和的溶液。一般是應用適量的溶劑在加溫的情況下,將化合物溶解再放置冷處。如果在室溫中可以析出結晶,就不一定放置于冰箱中,以免伴隨結晶析出更多的雜質?!靶律鷳B(tài)”的物質即新游離的物質或無定形的粉未狀物質,遠較晶體物質的溶解度大,易于形成過飽和溶液。一般經過精制的化合物,在蒸去溶劑抽松為無定形粉未時就是如此,有時只要加入少量溶劑,往往立即可以溶解,稍稍放置即能析出結晶。制備結晶溶液,除選用單一溶劑外,也常采用混合溶劑。一般是先將化合物溶于易溶的溶劑中,再在室溫下滴加適量的難溶的溶劑,直至溶液微呈渾濁,并將此溶液微微加溫,使溶液完全澄清后放置。結晶過程中,一般是溶液濃度高,降溫訣,析出結晶的速度也快些。但是其結晶的顆粒較小,雜質也可能多些。有時自溶液中析出的速度太快,超過化合物晶核的形成勸分子定向排列的速度,往往只能得到無定形粉未。有時溶液太濃,粘度大反而不易結晶化。如果溶液濃度適當,溫度慢慢降低,有可能析出結晶較大而純度較高的結晶。有的化合物其結晶的形成需要較長的時間。制備結晶除應注意以上各點外,在放置過程中,最好先塞緊瓶塞,避免液面先出現(xiàn)結晶,而致結晶純度較低。如果放置一段時間后沒有結晶析出,可以加入極微量的種晶,即同種化合物結晶的微小顆粒。加種晶是誘導晶核形成常用而有效的手段。一般地說,結晶化過程是有高度選擇性的,當加入同種分子或離子,結晶多會立即長大。而且溶液中如果是光學異構體的混合物,還可依種晶性質優(yōu)先析出其同種光學異構體。沒有種晶時,可用玻璃棒蘸過飽和溶液一滴,在空氣中任溶劑揮散,再用以磨擦容器內壁溶液邊緣處,以誘導結晶的形成。如仍無結晶析出,可打開瓶塞任溶液逐步揮散,慢慢析晶?;蛄磉x適當溶劑處理,或再精制一次,盡可能除盡雜質后進行結晶操作。在制備結晶時,最好在形成一批結晶后,立即傾出上層溶液,然后再放置以得到第二批結晶。晶態(tài)物質可以用溶劑溶解再次結晶精制。這種方法稱為重結晶法。結晶經重結晶后所得各部分母液,再經處理又可分別得到第二批、第三批結晶。這種方法則稱為分步結晶法或分級結晶法。晶態(tài)物質在一再結晶過程中,結晶的析出總是越來越快,純度也越來越高。分步結晶法各部分所得結晶,其純度往往有較大的差異,但??色@得一種以上的結晶成分,在未加檢查前不要貿然混在一起?;衔锏慕Y晶都有一定的結晶形狀、色澤、熔點和熔距,一可以作為鑒定的初步依據。這是非結晶物質所沒有的物理性質?;衔锝Y晶的形狀和熔點往往因所用溶劑不同而有差異。原托品堿在氯仿中形成棱往狀結晶,熔點207r;在丙酮中則形成半球狀結晶,熔點203r;在氯仿和丙酮混合溶劑中則形成以上兩種晶形的結晶。所以文獻中常在化合物的晶形、熔點之后注明所用溶劑。一般單體純化合物結晶的熔距較窄,有時要求在0.5r左右,如果熔距較長則表示化合物不純。不知這些可否對各位朋友有些許幫助?單晶培養(yǎng)的具體操作方法:四條注意事項:1、結晶容器的選擇(敞口燒杯,既不能用從未使用過的新燒杯,也不能用很舊的燒杯??赡茉驗椋瑹?,不利于晶核的形成,而太舊則形成晶核的部位太多,不利于單晶的生長。)2、溶劑的選擇(合適的溶劑將物質溶解,溶解性不能太好也不能太差且具有一定的揮發(fā)性,不能揮發(fā)太快也不能太慢)3、結晶速度(盡量慢的讓溶劑揮發(fā),一旦析出結晶,過濾,可能得到單晶也可能是混晶,千萬別用母液洗晶體)4、環(huán)境的選擇(放在一個平穩(wěn)的地方,千萬不能有一絲一毫的震動,否則即使得到單晶也全完了)。我是一個有機化學研究生,在長期從事有機化學晶體培養(yǎng)過程中,我積累了一些經驗,與各位討論,還望大家多多批評指正:1對于分子量比較大的物質(比如說普通配體),一般用極性相差較大的,比如三氯甲烷和乙醇;對于分子量較大的如杯芳烴,一般用極性相差較小的,比如三氯甲烷和甲苯2我選擇的比例一般是惰性溶劑:良性溶劑=2:1轉載: 混合溶劑的極性順序苯-氯仿(1+1)混合溶劑的極性順序:一環(huán)己烷-乙酸乙酯(8+2)一氯仿-丙酮(95+5)一苯-丙酮(9+1)一苯-乙酸乙酯(8+2)一氯仿-乙醚(9+1)一苯-甲醇(95+5)—苯-乙醚(6+4)一環(huán)己烷-乙酸乙酯(1+1)—氯仿-乙醚(8+2)一氯仿-甲醇(99+1)一苯-甲醇(9+1)一氯仿-丙酮(85+15)—苯-乙醚(4+6)一苯-乙酸乙酯(1+1)一氯仿-甲醇(95+5)一氯仿-丙酮(7+3)一苯-乙酸乙酯(3+7)—苯-乙醚(1+9)一乙醚-甲醇(99+1)一乙酸乙酯-甲醇(99+1)一苯-丙酮(1+1)—氯仿-甲醇(9+1)我曾培養(yǎng)過稀土配合物的單晶,除水熱法還可用溶劑熱法,就是把有機溶劑放在反應釜中加熱。此外,你可以試著把你的稀土配合物放在溶解度稍好的有機溶劑里采用緩慢揮發(fā)法培養(yǎng);我還曾試過把稀土配合物放在氫氧化鈉溶液中揮發(fā)培養(yǎng)單晶,效果還是不錯的。由于前兩步得的是油狀物直接用于第三步反應,累積的有機雜質阻礙晶體的析出,用10%活性炭吸附脫色后,晶體很容易就析出,而且晶體色澤較好,包裹的有機雜志大大減少,析出的量也超過文獻記錄,大大提高了收率。學的實驗太多,操作也很多,如果沒有做過,很多時候會犯錯誤。從這些錯誤中的吸取的教訓是彌足珍貴的。特此邀請各位來談談自己在實驗中曾經犯過的錯誤,或者親眼見過的別人犯過的錯誤,以使別人吸取這些珍貴的教訓,不再重復自己的錯誤。我先開個頭。在酸性或堿性條件下做的反應,如果可能的話,產品后處理的時候,盡量中和一下。否則,產品放久之后可能會分解。我們這兒用完重氮甲烷后,總會加點酸去破壞剩余的重氮甲烷。有位哥們膽子大直接用濃鹽酸(應該用稀的鹽酸或醋酸),結果和殘余的堿劇烈放熱,重氮甲烷的乙醚溶液呀????就這樣把他征服爆炸了還有一位老師就是分液漏斗的塞子上沒涂真空脂,一摩擦就把乙醚給燒起來了好恐怖呀大家用重氮甲烷時一定要千萬注意,第一次最好有個有經驗的人在旁指導,不要自己隨便做,量也不要太大,亞硝基甲基脲最多25克別貪多,要是需要量大就分幾批去做夏天用乙醚的時候一定要注意。我今年8月用乙醚萃取,只在分液漏斗里輕搖了一下,正要準備放氣,炸了,還好沒傷到我。我得產品阿?。?!有一次我做分液萃取,先是用50mlHCl洗滌有機相(含產品),然后再用50ml5%NaHCO3洗滌產品,結果振搖的時候,塞子被沖開了,產品全部噴出來了。原因是沒有放氣。大家洗滌產品的時候一定要小心,如果洗滌會生成氣體的話,一定要注意放氣。1)就在本周,我們所一天內連續(xù)發(fā)生兩起重大安全事故。某博士生在使用過氧乙酸的時候,沒有帶防護眼鏡,結果過氧乙酸濺到眼睛,致使雙眼受傷,腫得到現(xiàn)在還不能睜開,還不知道以后會怎樣。另一個博士生在使用三乙基鋁的時候,不小心弄到了手上,由于沒有帶防護手套,出事后也沒有立刻用大量清水沖洗,結果左手皮膚嚴重,需要植皮。兩起事故都有一個共同點:麻痹大意,不按照安全規(guī)則操作。如果帶了防護眼鏡,手套的話,后果就不會這么嚴重。而且資料顯示,越是博士生,做實驗越不謹慎??偙е鴥e幸心理,認為不會出事,結果河里面淹死的就是那些會游泳的。在有機所的五年,耳聞目睹了很多安全事故,深感多一份細心,多一份保障。現(xiàn)將我所知道的實驗室里面的潛在危險總結如下:歡迎大家就自己知道的進行補充。一、溶劑處理方面的潛在危險。A、溶劑無水處理前,一定要預處理對于低沸點的溶劑,如乙醚,正戊烷等一定要先用干燥劑預先干燥,然后再加入鈉絲進行回流,并且加熱不能過快過高。因為,一旦溶劑里面的含水量過大,那么生成氫氣很劇烈的話,溶劑極易沖出體系,然后遇見明火或正在加熱的電阻絲,發(fā)生爆炸。這一點在有機所是有先例的,當時的慘狀是,爆炸的沖擊波從三樓沖到頂樓,把通風裝置炸的粉碎。包括對面實驗室的整扇窗都被推倒。對于醚類溶劑,如果生產時間較長,或者久置不用的話,一定不要震動,同時要加入還原劑,除掉生成的過氧化合物。也是一個博士生,在處理久置不用的處理THF的裝置的時候,剛一拔磨口活塞,就發(fā)生爆炸,滿臉血肉模糊。用鈉處理的溶劑和鹵代烷溶劑處理裝置不能公用一個與大氣相連的裝置。有些同學衛(wèi)省事或節(jié)約空間,把所有溶劑處理裝置中保證與大氣相通的的裝置相連,這樣做的危險是很可能如果鹵代烷,特別是二氯甲烷,加熱的時候溫度較高,無法冷凝下來,這樣,有可能密度較大的鹵代烷就會順著相同的管道,進入用鈉絲干燥的溶劑的體系。一旦出現(xiàn)這樣的事情,肯定是爆炸。大家知道,鹵代烷在金屬鈉的作用下的偶聯(lián)反應非常劇烈。B、廢溶劑的處理,絕對不要發(fā)生酸性液體和堿性液體,氧化性液體和還原性液體的混裝,這樣非常危險。在有機所,廢液桶爆炸不是一次兩次。對于SOC12,PC15,PC13絕對不能未經處理就放入廢液桶,后果也很危險。二、實驗操作方面的潛在危險。1、 對于加熱、生成氣體的反應,一定要小心不要成了封閉體系。2、 應該小心滴加、冷卻的反應,一定要嚴格遵守,不要圖省事。3、 反應前,一定要檢查儀器有無裂痕。對于反應體系氣壓變化大的反應,大家一般都會注意。但是,有些問題就是在你想不到的時候出現(xiàn)。我在一次萃取的時候,量在2升左右,發(fā)現(xiàn)分液漏斗有一個裂痕,以為沒有問題。結果,在手中剛一搖晃時,就炸開了。20%的KOH溶液噴了我一臉,更可怕的是,溶液順著桌面進入插座,引起電源短路,然后引發(fā)火災。4、 對于容易爆炸的反應物,如過氧化合物,疊氮化合物,重氮化合物,無水高人鹽,在使用的時候一定要小心,加熱小心,量取小心,處理小心。不要因為震動引起爆炸。舉三個例子如下:某副教授在有機所進修時,加壓蒸餾一容易分解的化合物,由于加熱沒有控制好,發(fā)生爆炸,場面極其血腥。胸口的洞縫了五十多針!某研究生,在做關于過氧化合物的實驗時,用旋轉蒸發(fā)儀濃縮含有過氧化合物的溶液,完畢,不是小心地把空氣放入,而是一下子就通氣,結果由于空氣的撞擊引發(fā)爆炸,甲級甲等殘廢。我們今天看到的現(xiàn)場的照片是:一截手指頭血淋淋地沾在玻璃上。(這也是加壓蒸餾通氣時為什么要慢慢來的原因)某工作人員,在做疊氮化合物的實驗室,反應都處理好了,他覺得反應容器要處理一下,結果在打開瓶塞的時候,一用力,爆炸。最后是一句忠告,不清楚的實驗,不了解化合物性質的實驗,精神狀態(tài)不好時,一定要當心。(2)配體的純度對于做不對稱催化的,以及利用配體來改進某些金屬催化反應的化學工作者來說,至關重要。但是,不同批次合成的配體,其純度由于采用原料的不同,或者純化時所用的硅膠等材料的性能有所不同,就會導致反應的結果不能重復。如果前后配體的純度有差異,或者溶劑等使用的不同,導致反應條件篩選前后不是在可比較的前提下進行,有可能導致一些好結果的埋沒。我們在發(fā)表論文時,詳細寫清楚試驗的操作,試劑的純化方法,就是為保證別人按照相同的方法處理,可以重復試驗結果。因此,我們必須保證自己的實驗方法是在同一條件下進行。我們在實驗過程中,確實也發(fā)現(xiàn)某些實驗數(shù)據較難重復,這個問題不少從事不對稱研究的小組都曾碰到。分析其原因,可能有以下幾點:1、配體的純度不符合要求,所以反應的活性和對映選擇性與以前的結果不相吻合,特別是分離純化時用的溶劑和硅膠質量得不到保證,導致按照以前純化條件得不到符合研究工作的要求純度的配體;2、反應的操作存在誤差:這突出表現(xiàn)在稱量這一環(huán)節(jié)。由于配體和金屬鹽的量均只有幾毫克,靜電的干擾在天氣干燥的時候尤為突出;3、反應的溶劑多為丙酮,CH3CN和鹵代烷等難以檢測其含水量的溶劑,不同批次處理的溶劑,可能含水量不同,從而導致反應結果不能重復。為了保證實驗數(shù)據的可重復性,我們摸索并建立一套配體純度檢驗的方法和標準的反應條件。特別是配體30a在幾個反應中展示了優(yōu)異的性質后,這一要求對于開展其他研究尤為關鍵。經過較長時間的實踐,我們總結得到以下經驗供參考:A、 標準反應條件的建立1、 配體合成所用的CH3CN、三乙胺和四氯化碳按照標準方法處理,再經小量反應證明合格后(能合成出配體),保存在活化后的分子篩中供使用。2、 條件實驗中所用的溶劑,如果不能通過指示劑顯色來確保其無水,則嚴格按照標準方法處理后,再經活化后的分子篩進一步處理后,蒸出使用;對于已經篩選出的最佳溶劑,每次新處理后,均用標準反應檢驗,ee值與以前的實驗符合后才能使用。3、 稱量過程中,盡可能避免靜電的干擾。B、 配體純度方法的建立1、對于合成的新配體,在用磁氫譜和碳譜?定初步純度后,先用于某一反?得到一個關于反應速率和ee值的數(shù)據;然后,用不同的展開劑再次純化配體后并取其最純的部分,在相同的條件下重復與前相同的反應。如果反應情況(包括速率和ee值)變化不大,表明配體的純度已經合格;如果反應結果有明顯改善,這表明配體純度有了提高,這需要再次純化配體,直至反應結果的不同在誤差范圍內,才表明配體純度已經合格。舉例如下:對于配體30a,先用石油醚和丙酮(4:1,v/v)的展開劑經柱層析得到一淡黃色的油狀液體,雖然此液體經核磁鑒定,純度已經很好,但是用間f啉配體最常用的模型反應-DA反應(eq1)—檢驗在以Cu(OTf)2為Lewis酸,CH2C12為溶劑,-30oC的反應條件下,卻發(fā)現(xiàn)反應幾乎不進行。再用石油醚和乙酸乙酯(1:1,v/v)的展開劑進一步純化后,再在相同的條件下一試,反應在一小時內結束,ee值為36%。將配體再次純化后,重試反應,反應時間和反應的ee值不變。于是認為配體已經很純,可以用于反應的條件篩選。每次重新合成出來的配體,都在此反應條件下反應。當反應時間和ee值均與上述結果相符,表明配體純度合格后,才能將配體用于條件反應。(3)首先,你從現(xiàn)在起,有時間就泡在實驗室,觀察你的師兄們是如何操作的,每一個細節(jié)都不要放過。仔細想一想,為什么要這樣操作,不懂就問,直到你弄清楚了為什么要這樣操作。你也可以想清楚原因后,再去和其他師兄交換意見,看看別人的想法。當然,剛進實驗室,你肯定要當當下手,多跑跑腿,這樣才能和師兄們套近乎,他們也才愿意和你多交流。其次,進入實驗室后,失敗是經常的,但是你一定要弄清楚失敗的原因。不要在沒有弄清楚原因的情況下,盲目再進行相同的實驗操作。記住,分析好原因后,再做試驗,做一次試驗,就要排除一個可能的因素。不要因為怕導師說你反應開得少,就開一大堆試驗。這樣的結果是讓你陷于大量的體力勞動,沒有時間思考,總結提高。在做每一個實驗之前,不要查到一篇文獻,就馬上按照文獻方法去試。反復調研文獻,看一看,要得到目標產物,有哪些方法,每種方法的優(yōu)點和缺點是什么,經過反復比較,選擇最方便的開始。這不但是提高工作效率的捷徑,而且是在培養(yǎng)你的判斷能力,也是在積累你的經驗和知識。你想,一個實驗你就可以積累一系列資料,一個學期下來,你將有多大的收獲?這種方法累,但是絕對有效。我相信,只要堅持,畢業(yè)的時候,你會脫胎換骨。對于你所采用方法的文獻,實驗步驟的每一個細節(jié),要問問什么這么做?如果不這樣做,后果是什么?能不能用其他方法代替?參考其他合成相同產物的文獻,看看別人的實驗步驟又是如何?他們做了什么改動?為什么要這樣改動?因為實驗是相通的,這些問題你一旦掌握了,堅持一個月的時間,其他問題也就迎刃而解了。在我的周圍,有很多人一直到要博士畢業(yè)了,這些問題都沒有解決,吾未見其明也?;衔锞偷牟町愔苯佑绊懫浞€(wěn)定性/吸收的快慢/吸濕性/純度等,不知大家這方面有什么心得?結晶溶劑選擇的一般原則及判定結晶純度的方法。結晶溶劑選擇的一般原則:對欲分離的成分熱時溶解度大,冷時溶解度??;對雜質冷熱都不溶或冷熱都易溶。沸點要適當,不宜過高或過低,如乙醚就不宜用?;蛘呃梦镔|與雜質在不同的溶劑中的溶解度差異選擇溶劑判定結晶純度的方法:理化性質均一;固體化合物熔距W2°C;TLC或PC展開呈單一斑點;HPLC或GC分析呈單峰現(xiàn)代結晶學主要包括以下幾個分支:晶體生成學(crystallogeny):研究天然及人工晶體的發(fā)生、成長和變化的過程與機理,以及控制和影響它們的因素。幾何結晶學(gometricalcrystallography):研究晶體外表幾何多面體的形狀及其間的規(guī)律性。晶體結構學(crystallology):研究晶體內部結構中質點排而的規(guī)律性,以及晶體結構的不完善性。晶體化學(crystallochemistry,亦稱結晶化學):研究晶體的化學組成與晶體結構以及晶體的物理、化學性質間關系的規(guī)律性。晶體物理學(crystallophysics):研究晶體的各項物理性質及其產生的機理。Thj我談談我的一些看法:溶劑方面:是制備結晶的關鍵所在。除yangdongyu提到的外,選擇時可用少量各種不同溶劑試驗其溶解度,包裹冷時和熱時。一般首選乙醇。另外,盡可能選擇單一溶劑,這樣在大生產時也可較好的解決母液回收套用問題,降低成本。研究時,混合溶劑一般會有更好效果。還有安全,價廉也是考慮因素。結晶條件:主要指溫度,壓力,是否攪拌等。溫度很重要,一般我們都是低溫冷藏,其實有時還需要高溫保溫!這主要需摸清其溶解度的關系在確定結晶溫度。攪拌也是一個影響因素,他對結晶的晶型,結晶的快慢都有影響。結晶純度判定:都是一般的常規(guī)方法。不過都某些產品作的多了,可以憑經驗的,如該樣品經過多次重結晶后,看到應該出現(xiàn)的那種晶型,根據以往檢測結果,其含量應該***不離十了,不信HPLC測去!yangdongyu另外選擇梯度降溫的條件對晶型和收率影響也較大還有就是加晶種的時機:晶種加得過早,晶種溶解或產生的晶型一般較細;加的晚,則溶液里可能已經產生了晶核,造成結晶可能包裹雜質Inferno重結晶方法是利用固體混合物中各組分在某種溶劑中的溶解度不同而使其相互分離。進行重結晶的簡單程序是先將不純固體物質溶解于適當?shù)臒岬娜軇┲兄瞥山咏柡偷娜芤?,趁熱過濾除去不溶性雜質,冷卻濾液,使晶體自過飽和溶液中析出,而易溶性雜質仍留于母液小,抽氣過濾,將晶體從母液中分出,干燥后測定熔點,如純度仍不符合要求,可再次進行重結晶,直至符合要求為止。關于溶劑的選擇選擇適當?shù)娜軇τ谥亟Y晶操作的成功具有重大的意義,一個良好的溶劑必須符合下面兒個條件:不與被提純物質起化學反應在較高溫度時能溶解多量的被提純物質而在室溫或更低溫度時只能溶解很少量;對雜質的溶解度非常大或非常小,前一種情況雜質留于母液內,后一種情況趁熱過濾時雜質被濾除;溶劑的沸點不宜太低,也不宜過高。溶劑沸點過低時制成溶液和冷卻結晶兩步操作溫差小,團體物溶解度改變不大,影響收率,而且低沸點溶劑操作也不方便。溶劑沸點過高,附著于晶體表面的溶劑不易除去。能給出較好的結晶。在幾種溶劑都適用時,則應根據結晶的回收率、操作的難易、溶劑的毒性大小及是否易燃、價格高低等擇優(yōu)選用。關于晶體的析出過濾得到的濾液冷卻后,晶體就會析出。用冷水或冰水迅速冷卻并劇烈攪動溶液時,可得到顆粒很小的晶體,將熱溶液在空溫條件下靜置使之緩緩冷卻,則可得到均勻而較大的品體。如果溶液冷卻后晶體仍不析出,可用玻璃抹摩控液面下的容器壁,也可加入品種,或進一步降低溶液溫度(用冰水或其它冷凍溶液冷卻)。如果溶液冷卻后不析出品體而得到油狀物時,可重新加熱,至形成澄清的熱溶液后,任其自行冷卻,并不斷用玻璃棒攪拌溶液,摩擦器壁或投人品種,以加速品體的析出。若仍有油狀物開始忻出,應立即劇烈攪拌使油滴分散。銀杏酚酸從我的經歷來說,重結晶的溶劑選擇很重要,可是有些化合物經常很難選到合適的重結晶溶液,而且需要重結晶的樣品的量也不能太少,重結晶是對于樣品的損失也是瞞大的,而且象是我最近分得的同分異構的兩個雙黃酮這樣的同分異構體就很難用重結晶的方法分離。如大家有什么好的建議請告之,此乃一家之言。chinabludo今天去做x-ray,才知道什么是結晶的高手,能將蛋白也能結晶出來,我以前從沒見過。這是我受到做x-ray老師的教導:單晶樣品的制備很可能是晶體結構分析最重要的階段,因為沒有高質量的衍射數(shù)據,許多分析將證明是成問題的,反之,衍射數(shù)據不難處理,化在結晶上的努力和時間就很少是一種浪費,涉及晶體的生長有許多文獻,還包括專門的刊物JournalofCrystalGrowth(Amsterdam:Elsevier).結構分析用的晶體生長有許多專著。結晶過程涉及氣體、液體或溶液相中的離子、原子或分子有序的進入固態(tài)中有規(guī)則的位置。初始階段是形成晶核,接著的是在晶面上的沉積,后者可被考慮為流體與晶體間的動力學平衡,當向前速度占支配地位時,晶體就生長,影響平衡的因素:包括晶體表面的化學性質,被結晶物質的濃度,晶體內和晶體周圍介質的性質。晶體的形成是發(fā)生在出現(xiàn)臨界大小的晶核以后,此時生成自由能由正值,零變?yōu)樨撝?。成核速率隨過飽和度顯著增加,為了限制晶核數(shù)量,過飽和度應盡可能的低,過飽和應慢慢到達,一旦到達這種低程度的過飽和以后,就要小心控制,使少數(shù)幾顆晶核在準平衡狀態(tài)下,慢慢生長。在成核過程中,外部物體,諸如灰塵顆粒,往使得成核過程熱力學上更有利,所以這些顆粒要通過離心分離或過濾的方法事先去除。加晶種方法也常是控制晶核數(shù)量一種方法。低分子量的有機、無機化合物晶體生長的方法大概有以下幾種:1) 、單溶劑蒸發(fā)2) 、兩元溶劑混和物蒸發(fā)3) 、成批結晶4) 、液-液擴散5) 、座滴汽相擴散6) 、改變溫度7) 、凝膠結晶法8) 、昇華9) 、固化法Zhzhj利用兩相溶劑重結晶時,要使你的東西溶于兩相中易揮發(fā)的溶劑中,而不溶于可微溶于不易揮發(fā)的溶劑中。這樣放在室溫下,讓它慢慢揮發(fā),就可以拿到純物質了,而且還有可能拿到單晶呢!Turkeyzhizhj的結晶方法是一種比較好的方法,我經常使用。但一般析晶時間較長,冬天有時放置半個月也無法析出結晶,需嚴格控制兩種溶劑的比例,尤其是易溶溶劑的量,盡量用最少的溶解度較大的溶劑。Wwang這個量作重結晶應該算是比較容易的,重要的是看你從結晶的手法,在重結晶中拿到晶種是非常重要的,尤其是對遇難結晶的化合物,本人是做化學的,不做蛋白質的結晶,就化合物結晶來說,有兩個難點:1.溶劑的選擇,溶劑的選擇對于化合物重結晶的純度和結晶產量都有很大的影響,以前做過甾體的重結晶,較常使用的是甲醇。2.重結晶的手法也很重要,這個需要多加練習,我的導師在這方面實在是不得不佩服,手法非常高明,在長期的結晶中,每個人都有自己的一套方法,這對每個人來說都是一個資本阿??梢赃@樣說:重結晶技術不能簡單稱之為技術,應該稱之為一門藝術。不過可以建議大家,在20mg以上或者20mg左右的量均可以用柱層析的方法或者是薄層層析技術加以分離,又是可能損失會大一點,有時并不比重結晶得到的少。Yjgzfl結晶關鍵在于溶劑的選擇,特別是復合溶劑體系。還有就是操作的仔細度。本人有作一次結晶實驗,總是得到粘狀物,很慘。可滴加少許甲醇,立刻就有結晶析出,但仍粘。后來改為緩緩滴加,結晶效果就好了。zhengzs兩個方法:1將樣品用丙酮溶解,緩慢攪拌,然后用滴管滴加石油醚,當溶液由清亮變?yōu)椴煌噶習r,停止滴加,緩慢攪拌過夜,一般能析出結晶.2樣品加石油醚然后加熱回流,然后滴加丙酮.當溶液由渾濁變?yōu)槌吻鍟r,停止滴加,停止加熱,室溫放置.Johnsonking結晶過程的確是一門學問,國內在結晶方面專家首推天津大學化工學院的王靜康院士。關于這方面的理論書籍不少,但是真正具體到每一類物質或每個物質,他們又不完全相同。共性的東西可能是理論上的,具體到每一類化合物的結晶過程的討論可能對大家最有幫助。溶劑的選擇(單一或復合)、結晶溫度,攪拌速度,攪拌方式,過飽和度的選擇,養(yǎng)晶的時間,溶媒滴加的方式和速率等等,另外,在溶解、析晶、養(yǎng)晶這些過程中,上述溫度、攪拌速度、時間多少、加入方式和速度還不完全一樣。所以諸多因素疊加在一起,更是覺得難度大。一般說來,先應該選擇主要的條件,使結晶過程能夠進行下去,得到晶體,然后再優(yōu)化上述條件。條件成熟后,才能進行中試和生產。如果是進行理論研究可能著重點就不一樣了。如果是搞應用研究,那么溶劑相對來說不難選擇,關鍵點在于使用這種溶劑能否找到過飽和點,過飽和點區(qū)間是不是好控制。如果過飽和點不好選,或過飽和度不夠,很難析晶,更別提養(yǎng)晶了。這時可能要考慮復合溶媒,調整過飽和區(qū)間。所以我認為結晶過程最主要的是析晶過程,這時候各個條件的控制最為重要??刂坪梦鼍н^程,結晶過程大概完成60%。養(yǎng)晶過程相對來說好控制一些,主要是按照優(yōu)化參數(shù),控制好條件,一般問題不大,放大過程中也基本不會出問題。如果搞基礎研究,物性還不是很清楚,結晶過程的研究可能花費的時間,精力較大。但一旦把整個過程搞明白,還是很有價值的。Tianentmenlujianwei:我們所做的一個樣品,基本上找不到重結晶的單一溶劑,如果用復合溶劑,比如說丙酮/乙醚,用適量的丙酮溶解后,緩慢的用滴管加入乙醚,到達一定程度后會有白色的粉末狀的物體析出,但是抽濾后會發(fā)現(xiàn)濾紙上留下的是黏稠狀的東西,抽干之后將樣品碾碎也是白色粉末狀物質,同時發(fā)現(xiàn)它的液相純度并不高,請問這是什么原因呢?請高手指點一下!這樣的情況很正常,只是你所得到的是無序的絮狀沉淀,而不是結晶,沒有晶體原本具備的規(guī)則晶形排列,復合溶劑也可以得到晶體,當出現(xiàn)白色絮狀沉淀的時候,再放在水浴上加熱,如果沉淀溶解了,便可放置等待結晶;如果不溶解,再緩慢滴加丙酮,待剛好溶解,即可放置析晶。溶媒結晶piaozhisong溶媒結晶指的是原料藥最后純化的方法。比如說對于頭抱類原料藥,如果注明溶媒結晶就是指原料藥最后的純化步驟是通過溶解度的差異(比如藥物在同一種溶劑中由于溫差帶來的溶解度變化;或者由于混合溶劑中的溶劑比例改變帶來的極性差異引起的溶解度變化),先將原料藥制成溶液,再調節(jié)以上性質使之析出(比如說先將原料藥溶于水,再向其中加入有機溶劑,使得藥物溶解度變小而析出),這樣的純化手段稱之為溶媒結晶。溶媒結晶能夠去除較多的雜質,尤其是結構相似的雜質,對結晶純化原理熟悉的人都可以理解,因為結晶過程中母液里雜質的含量遠高于初始狀態(tài),因此產品純度一般相對于普通純化方法(例如下面的凍干法)要高,同時收率也略低,因此溶媒結晶原料比凍干原料價格高。凍干法則只是將藥物制成溶液后經過吸附,調節(jié)pH等手段處理后制得的水溶液直接凍干得到產品,其收率較高,但是對于結構類似的雜質去除能力不如溶媒結晶法。所以價格略低。但是無論溶媒結晶還是其它方法,都只是原料藥的純化手段,不管采取何種手段,最后的產品都得滿足藥用標準,從質量標準上,二者并無差異,這一點你可以去看中國藥典,頭抱類粉針的原料對此不做區(qū)分。Johnsonking從本質上講,主要指原料藥在最后純化過程中,從溶媒(可以是乙醇、丙酮、甲醇、THF、乙酸乙酯、水等等)體系中析出這個過程。雜質留在溶媒體系中,原料藥以晶體形式析出。但溶媒結晶和凍干工藝雖然都能滿足藥典標準。但他們在質量上有差異,申報資料中必須明確。具體體現(xiàn)在1、溶媒結晶得到的是晶體,具有雙折射和消光位現(xiàn)象;凍干工藝得到的基本沒有,或只有一部分有,不明顯,說明它不是晶體或只有部分晶體。2、兩種工藝得到的產品的純度有差別。3、他們的穩(wěn)定性有差別。具體表現(xiàn)在有效期上可能有差別,因為一個是晶體,一個不是晶體。4、藥典在溶媒結晶和凍干產品的質量標準上有區(qū)分,如頭抱哌酮,雙折射,消光位等。所以正因為質量有差異,國家定價也有所不同。招標過程中這點標的很清楚,溶媒工藝價格可以高于凍干工藝。
本人做金屬有機合成以來已經三年之久,在此頗有一些收獲。寫出來與大家一起討論。有不正確的請指正。寫得好的,給我加些金幣。謝謝。在此三年中培養(yǎng)的晶體已經有100多個,有人說你這么厲害,能培養(yǎng)這么多的晶體。這不能說是厲害,只能說是我對這方面比較感興趣,有一些小的技巧。單晶的培養(yǎng)首先你要有這方面的興趣,如果沒有這方面的興趣你就不要做這個研究了。我所做的領域是金屬有機在催化有機反應、催化烯烴、LA及其它的酯的聚合。當然有好的晶體是能發(fā)好的文章的前提。如果你沒有晶體,那么你的文章的檔次就不會太高(我指做我們這方面的研究)。閑話少說,走入正題。(1) 溶劑的選擇與加入方法在單晶的培養(yǎng)過程中,我走了與正常結晶相反的路子。通常是用適量極性大的溶劑提取你的反應物質,然后再滴加少量的極性小的溶劑,放置結晶。這樣做的結果是結晶很慢,而且是結晶的收率不高。而我用的方法是背道而行。先用極性小的溶劑提取。根據你的反應物質量,加入適量的極性小的溶劑,不能全溶解,就加入適量的極性大的溶劑(注意:切不可多加),如果此時還有少量沒有溶解,A)你可以再加重復極性小的溶劑,再加極性大的溶劑。直到全溶解;B)也可以微熱溶解(如果你的樣品是熱穩(wěn)定好的話)這樣的做法是非常好結晶的,不信你試試看,如果你晚上做的這樣的操作,第二天早上你會發(fā)現(xiàn)你的晶體已經長出來了°C)微熱還有些沒溶解,就直接過濾。這樣也可以很快結晶。但是會損失些產物。(2) 溫度的選擇上面談了溶劑的選擇,和加入順序?,F(xiàn)在我再來說說溫度的選擇。溶劑加入后就要選擇放那里結晶了。你不能總認為溫度越低越好,要想得到好的晶體,溫度的選擇很重要的?。?!首先放在室溫(必須無外界震動)一兩天看看,有無結晶,如有結晶說明室溫就能結出好晶體,無需放之低溫。如果室溫不結晶,再放如0度。過兩天看看,再不行,一5度,一10度,一15度,一20度,一30度,我想,這些條件大家實驗應該不難。如過你一開始放于低溫可能結晶很快但的不到好的晶體??赡苁嵌嗑?,而不是單晶。長晶體過程千萬不能震動。有條件的單獨一間房間來結晶最好。低溫結出的晶體再送測試前要處理,不能那出來就去測。為什么???大家想啊。。。拿出來到室溫,不是溫度升高了嗎?那晶體就可能融化了(我作過這樣的蠢事),首先你的去掉部分溶劑才行。只留少許即可。對水,氧氣敏感的的用惰性氣體如N2,Ar0保護。)起來再轉移溶劑。轉移完再沖N2下關畢你裝晶體的容器活塞。去測試,這樣就不會化了。(3)利用溶劑的揮發(fā)無水無氧要求的金屬配合物這種情況的培養(yǎng)單晶要求有手套箱,在手套箱里(有這樣的條件),你可以用schlenk瓶、小燒杯、以及核磁管來用作結晶的工具。容器的口部用封模封好。然后上面用細針扎幾個小眼用來揮發(fā)溶劑。不幾天你會發(fā)現(xiàn)你的容器內辟會生長出晶體來。容器的內表面越光滑單晶性越好,否則晶體形狀不好缺陷多就會給后面的收單晶衍射數(shù)據帶來麻煩,甚至會造成無法解晶體結構,那將是非??上У?;要強調的是用Schlenk及核磁管這兩種容器用來結晶是最好的。為什么呢??做無水無氧的人知道schlenk是無水無氧操作的專用瓶。它有側活塞用來開關瓶與外界的相通。所以操作方面很好。在你獲得很好單晶后你要從手套箱里拿出來啊,如果你用別的容器,可能那些對空氣特別敏感的物質就不能夠穩(wěn)定到你測量完晶體結構。同樣很小的核磁管也很好封的。而且它要的量很少。不浪費樣品。如果沒有手套箱的話,可能這個方面就不太適用(對于對水,氧敏感的物質。(4)利用極性?。ㄈ芙舛刃。┑娜軇┠愕姆磻Y束后,用極性大的溶劑提取后。再進行濃縮恰好到有溶質析出時為此(此時因減壓濃縮體系內的溫度應該低于外界)等到溫度升到室溫,拿到手套箱內,用針筒向上面的溶液面上輕輕的滴加幾滴極性小的(溶解度小的)溶劑。這樣處理完你會很易得到很好的晶體的。此時如果你細心的話你會發(fā)現(xiàn),你的晶體結晶時是從液面開始的。為什么???仔細想。以上是我在培養(yǎng)要求比較苛刻有機金屬配合物單晶常用的方法,一般是幾種方法同時做,不是每種方法都能或總能培養(yǎng)出單晶,更多的是取決于配合物的結晶性好壞??傊褪嵌嘣嚕翰煌臏囟取⑷軇?、混合溶劑的比例……總之,單晶的培養(yǎng)溶劑的選擇很重要,有些時候你會發(fā)現(xiàn)你選擇的溶劑不同,即使你很溶劑得到晶體,但是晶體的形狀會各不相同的。甚至有些時候你得到的晶體不是規(guī)則的,或是細長的針狀的,所以溶劑的選擇很重要。我總結出來,一般我做反應時候用極性相對大些的甲苯、乙醚、THF等。再結晶時候用極性小些正己烷、以及正己烷與甲苯的混合溶劑,或其它的混合溶劑。了)。方法一:揮發(fā)用金屬配合物的良溶劑將其溶解在小燒杯中,小燒杯的內表面越光滑單晶性越好,否則晶體形狀不好缺陷多就會給后面的收單晶衍射數(shù)據帶來麻煩,甚至會造成無法解晶體結構,那將是非??上У?;燒杯用濾紙或塑料薄膜封口防止灰塵落入,同時減慢揮發(fā)速度,長出較好晶形的單晶,一般揮發(fā)性稍差的溶劑用濾紙,如,水等。靜置至發(fā)現(xiàn)滿意的晶體出現(xiàn)。方法二:擴散用金屬配合物的良溶劑將其溶解在小燒杯或廣口瓶中,塑料薄膜封口(用針戳3-5個小孔),放于盛有該金屬配合物的揮發(fā)性不良溶劑(一般用乙醚)的大瓶子中。靜置至發(fā)現(xiàn)滿意的晶體出現(xiàn)。方法三:分層將金屬的水溶液放于試管下層,配體的有機溶劑溶液放于試管上層,中間是水和有機溶劑的混合溶劑,封口。操作要小心,最好是用滴管伸進試管靠近液面緩慢滴加。靜置至發(fā)現(xiàn)滿意的晶體出現(xiàn)。以上是我在培養(yǎng)配合物單晶常用的方法,一般是幾種方法同時做,不是每種方法都能或總能培養(yǎng)出單晶,更多的是取決于配合物的結晶性好壞??傊褪嵌嘣嚕翰煌臏囟?、溶劑、混合溶劑的比例......制備結晶,要注意選擇合宜的溶劑和應用適量的溶劑。合宜的溶劑,最好是在冷時對所需要的成分溶解度較小,而熱時溶解度較大。溶劑的沸點亦不宜太高。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劑中不易形成結晶,而在某些溶劑中則易于形成結晶。制備結晶的溶液,需要成為過飽和的溶液。一般是應用適量的溶劑在加溫的情況下,將化合物溶解再放置冷處。如果在室溫中可以析出結晶,就不一定放置于冰箱中,以免伴隨結晶析出更多的雜質。''新生態(tài)〃的物質即新游離的物質或無定形的粉未狀物質,遠較晶體物質的溶解度大,易于形成過飽和溶液。一般經過精制的化合物,在蒸去溶劑抽松為無定形粉未時就是如此,有時只要加入少量溶劑,往往立即可以溶解,稍稍放置即能析出結晶。制備結晶溶液,除選用單一溶劑外,也常采用混合溶劑。一般是先將化合物溶于易溶的溶劑中,再在室溫下滴加適量的難溶的溶劑,直至溶液微呈渾濁,并將此溶液微微加溫,使溶液完全澄清后放置。結晶過程中,一般是溶液濃度高,降溫訣,析出結晶的速度也快些。但是其結晶的顆粒較小,雜質也可能多些。有時自溶液中析出的速度太快,超過化合物晶核的形成勸分子定向排列的速度,往往只能得到無定形粉未。有時溶液太濃,粘度大反而不易結晶化。如果溶液濃度適當,溫度慢慢降低,有可能析出結晶較大而純度較高的結晶。有的化合物其結晶的形成需要較長的時間。制備結晶除應注意以上各點外,在放置過程中,最好先塞緊瓶塞,避免液面先出現(xiàn)結晶,而致結晶純度較低。如果放置一段時間后沒有結晶析出,可以加入極微量的種晶,即同種化合物結晶的微小顆粒。加種晶是誘導晶核形成常用而有效的手段。一般地說,結晶化過程是有高度選擇性的,當加入同種分子或離子,結晶多會立即長大。而且溶液中如果是光學異構體的混合物,還可依種晶性質優(yōu)先析出其同種光學異構體。沒有種晶時,可用玻璃棒蘸過飽和溶液一滴,在空氣中任溶劑揮散,再用以磨擦容器內壁溶液邊緣處,以誘導結晶的形成。如仍無結晶析出,可打開瓶塞任溶液逐步揮散,慢慢析晶?;蛄磉x適當溶劑處理,或再精制一次,盡可能除盡雜質后進行結晶操作。在制備結晶時,最好在形成一批結晶后,立即傾出上層溶液,然后再放置以得到第二批結晶。晶態(tài)物質可以用溶劑溶解再次結晶精制。這種方法稱為重結晶法。結晶經重結晶后所得各部分母液,再經處理又可分別得到第二批、第三批結晶。這種方法則稱為分步結晶法或分級結晶法。晶態(tài)物質在一再結晶過程中,結晶的析出總是越來越快,純度也越來越高。分步結晶法各部分所得結晶,其純度往往有較大的差異,但??色@得一種以上的結晶成分,在未加檢查前不要貿然混在一起?;衔锏慕Y晶都有一定的結晶形狀、色澤、熔點和熔距,一可以作為鑒定的初步依據。這是非結晶物質所沒有的物理性質?;衔锝Y晶的形狀和熔點往往因所用溶劑不同而有差異。原托品堿在氯仿中形成棱往狀結晶,熔點207r;在丙酮中則形成半球狀結晶,熔點203r;在氯仿和丙酮混合溶劑中則形成以上兩種晶形的結晶。所以文獻中常在化合物的晶形、熔點之后注明所用溶劑。一般單體純化合物結晶的熔距較窄,有時要求在0.5°C左右,如果熔距較長則表示化合物不純。不知這些可否對各位朋友有些許幫助?單晶培養(yǎng)的具體操作方法:四條注意事項:1、結晶容器的選擇(敞口燒杯,既不能用從未使用過的新燒杯,也不能用很舊的燒杯。可能原因為,燒杯太新,不利于晶核的形成,而太舊則形成晶核的部位太多,不利于單晶的生長。)2、溶劑的選擇(合適的溶劑將物質溶解,溶解性不能太好也不能太差且具有一定的揮發(fā)性,不能揮發(fā)太快也不能太慢)3、結晶速度(盡量慢的讓溶劑揮發(fā),一旦析出結晶,過濾,可能得到單晶也可能是混晶,千萬別用母液洗晶體)4、環(huán)境的選擇(放在一個平穩(wěn)的地方,千萬不能有一絲一毫的震動,否則即使得到單晶也全完了)。本人只會培養(yǎng)單晶不會解析結構,有關單晶的軟件我都是在網上免費下的。搜索關鍵詞為:軟件名+FREE.這幾天剛好參觀了一個金屬有機實驗室,學到了金屬配合物單晶培養(yǎng)一無水無氧條件下的單晶培養(yǎng),特與大家共享,麻煩的方法我就不說了,最簡單的方法就是將你的固體樣品加入一帶橡皮塞的容器(最常用的就是核磁管,塞子不是我們常用的硬塞子,而是軟的橡皮塞(隨便什么塞子都行,只要能密封且能扎針頭),先抽真空,然后通氮氣,再用注射器加入良性溶劑,充分溶解(超聲),然后再用注射器沿器壁加入不良溶劑即可。(網上的無水無氧方法不是用到真空線就是用到schlenk瓶,一般的實驗室哪有這東西?)3。 還有一種稍復雜的方法即加工一個能塞翻口塞的雙層套管(上部是相通的),方法同上,不過不良溶劑是加在兩層管之間,即上述方法是液相擴散法,而本方法是氣相擴散法。再補充一個最簡單的方法:在上用''金屬配合物單晶"搜索,你不但能學到單晶培養(yǎng)知識,同時能了解許多你以前不知道的有用的化學論壇屬配合物單晶的培養(yǎng)本文來自:博研聯(lián)盟論壇方法一:揮發(fā)本文來自:博研聯(lián)盟論壇用金屬配合物的良溶劑將其溶解在小燒杯中,小燒杯的內表面越光滑單晶性越好,否則晶體形狀不好缺陷多就會給后面的收單晶衍射數(shù)據帶來麻煩,甚至會造成無法解晶體結構,那將是非??上У模粺脼V紙或塑料薄膜封口防止灰塵落入,同時減慢揮發(fā)速度,長出較好晶形的單晶,一般揮發(fā)性稍差的溶劑用濾紙,如,水等。靜置至發(fā)現(xiàn)滿意的晶體出現(xiàn)。本文來自:博研聯(lián)盟論壇方法二:擴散本文來自:博研聯(lián)盟論壇用金屬配合物的良溶劑將其溶解在小燒杯或廣口瓶中,塑料薄膜封口(用針戳3-5個小孔),放于盛有該金屬配合物的揮發(fā)性不良溶劑(一般用乙醚)的大瓶子中。靜置至發(fā)現(xiàn)滿意的晶體出現(xiàn)。本文來自:博研聯(lián)盟論壇方法三:分層本文來自:博研聯(lián)盟論壇將金屬的水溶液放于試管下層,配體的有機溶劑溶液放于試管上層,中間是水和有機溶劑的混合溶劑,封口。操作要小心,最好是用滴管伸進試管靠近液面緩慢滴加。靜置至發(fā)現(xiàn)滿意的晶體出現(xiàn)。本文來自:博研聯(lián)盟論壇以上是我在培養(yǎng)配合物單晶常用的方法,一般是幾種方法同時做,不是每種方法都能或總能培養(yǎng)出單晶,更多的是取決于配合物的結晶性好壞??傊褪嵌嘣嚕翰煌臏囟取⑷軇?、混合溶劑的比例……本文來自:博研聯(lián)盟論壇化合物結晶的方法本文來自:博研聯(lián)盟論壇本文來自:博研聯(lián)盟論壇化合物晶型的差異直接影響其穩(wěn)定性/吸收的快慢/吸濕性/純度等,不知大家這方面有什么心得?本文來自:博研聯(lián)盟論壇本文來自:博研聯(lián)盟論壇結晶溶劑選擇的一般原則及判定結晶純度的方法。本文來自:博研聯(lián)盟論壇結晶溶劑選擇的一般原則:對欲分離的成分熱時溶解度大,冷時溶解度??;對雜質冷熱都不溶或冷熱都易溶。沸點要適當,不宜過高或過低,如乙醚就不宜用。或者利用物質與雜質在不同的溶劑中的溶解度差異選擇溶劑本文來自:博研聯(lián)盟論壇名稱 沸點°C—比揮發(fā)速度TOC\o"1-5"\h\z二氯甲烷 40 2750四氯化碳 76.8 1280醋酸甲酯 57.2 1180丙酮 56.2 1120正己烷 65?69 1000二氯乙烷 84 750環(huán)已烷 80.8 720醋酸乙酯 77.1 615丁酮 79.6 572四氫呋喃 66 501苯 80 500正庚烷 98.0 386甲醇 64.5 370甲苯 111.0 240異丙醇 82.5 205乙醇 78.1 203醋酸丁酯 26.5 100二甲苯 135?145 68甲基溶纖劑——124.5 55丁醇 117.1 45環(huán)已酮 155?156 25三氯乙烯 86?88 快二氧六環(huán) 101?102 中二甲基甲酰胺----153 慢醋酸戊酯 130?150——慢如果有專用的石英管(一端粗、一端細),可將晶體吸入到
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