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晶体测试案例66(晶体测试实验如何描述) 案例结构为1-chloro-2-(cyclopropylidene(phenyl)methyl)benzene（CCPPMB, CAS: 501077-95-8, CCDC: 2474142），如图1所示（由ChemBioDraw[1]绘制）。 ▲图1 CCPPMB结构 ★晶体挑选与清洗 准备一个载玻片，并在上面铺上一些油状液体，笔者使用的是二甲基硅油（Dimethicone, CAS: 9006-65-9），如图2所示。 ▲图2 铺设少量二甲基硅油的载玻片 把晶体从培养晶体的容器中取出一些，并放在上述载玻片上的硅油中，如图3所示。 ▲图3 放在二甲基硅油中的无色透明晶体 显微镜下的视角如图4所示，因为该晶体长出来比较干净和规整，因此无需切割和清洗，直接选取合适大小的晶体即可。 ▲图4 显微镜视角下的晶体 ★准备晶体载具 笔者单位布鲁克D8Venture单晶X射线衍射仪的晶体载具是一个中空铜管（copper tube/pin），一端有一个凹环，使用时凹环一端朝上，如图5所示。 ▲图5 晶体载具-铜管 准备一个合适的玻璃丝（也可以用仙人掌/球的刺或其他材料，参阅推文“晶体载具和晶体安装”），大约1.5至2.0厘米长，如图6所示。 ▲图6 适当长度的玻璃丝 取一些固体石蜡或橡皮泥之类的软质支撑材料（真空硅脂太软，不适用），如图7所示。 ▲图7 固体石蜡 在铜管中塞入适量固体石蜡用于支撑玻璃丝，如图8所示。 ▲图8 塞了固体石蜡的铜管 随后将玻璃丝插入固体石蜡中，最好是和铜管平行，在铜管之外的玻璃丝长度控制在0.5至1厘米，如图9所示。 ▲图9 准备好的晶体载具 其实粘合剂如果使用的是真空硅脂，则准备好的晶体载具可以无限使用（笔者在南开大学单晶室见到的就是，除非玻璃丝不小心弄断，否则就是流水的晶体，铁打的载具，参阅视频“安装晶体的玻璃丝完全可以重复使用：https://www.bilibili.com/video/BV1eLQwYwEfS”）。 ★安装晶体 在玻璃丝顶端涂抹少量真空硅脂（或指甲油，或其他粘合剂），然后将晶体粘在玻璃丝顶端（注意事项可参阅推文“晶体载具和晶体安装”）（参阅视频“针状晶体的安装：https://www.bilibili.com/video/BV1im5rzaEmq”），如图10所示。 ▲图10 安装好的晶体 接下来就是将晶体安装到单晶仪的测角仪（goniometer）上了，单晶仪构造如图11所示。 ▲图11 单晶仪构造 铜管安装的位置如图12所示。 ▲图12 铜管安装位置 安装好的晶体如图13–14所示，晶体处于准直器（collimator）和光束挡板（beam stop）之间，该仪器具有铜靶和钼靶两个光源，一个准直器的铜靶的，另一个则是钼靶的，相应的光束挡板也有两个。笔者猜测铜管凹环应该有一个橡皮圈或类似配件用于防止铜管掉进固定器中，但从未见过该配件，不知该猜测是否正确。前面讲到玻璃丝超出铜管的长度应控制在0.5至1厘米，实际上指的是将晶体位置控制在超出铜管0.5至1厘米左右，以及玻璃丝最好是与铜管平行，这样比较合适将晶体调整至光束挡板和准直器之间，不至于弄出故障（参阅推文“晶体对心纵向调节故障案例”和“晶体对心横向调节故障案例”）。 ▲图13 安装到单晶仪测角仪是上的晶体-近景 ▲图14 安装到单晶仪测角仪是上的晶体-远景 此时在摄像头下晶体如图15所示。 ▲图15 摄像头下的晶体 该摄像头放大倍数为4.0x 60mm，如图16所示。 ▲图16 摄像头放大倍数 晶体对心时测角仪角度如图17所示。 ▲图17 晶体对心 ★晶体尺寸测量 晶体尺寸经测量（参阅推文“布鲁克D8 VENTURE测量晶体尺寸操作步骤”或视频“APEX3 D8 Venture对心时晶体尺寸的测量：https://www.bilibili.com/video/BV1Cq4y1d7S5”“晶体尺寸的测量：https://www.bilibili.com/video/BV1hM4y1J71o”）为0.2407 × 0.4936 ×0.9029 mm3，如图18‒20所示（由APEX3[1]呈现），这个晶体尺寸，可描述为片状（block）晶体，参阅视频“晶体尺寸和晶癖描述需保持一致：https://www.bilibili.com/video/BV1yb421B72r”。 ▲图18 晶体尺寸测量 ▲图19 晶体尺寸测量 ▲图20 晶体尺寸测量
▲图21 拍摄的晶体照片 ★晶体测试 测定晶胞可知其最大晶轴约10Å，探测器与晶体之间的距离采用默认的39.00 mm，分辨率采用程序给定的0.61 Å，非手性化合物，对称性选择-1，算出来的策略如图22–23所示，8轮数据，前2轮为fastscan（第2轮fastscan有衰减），为步长为2.00°，曝光时间为10.0秒，总时长预计为76分钟。 ▲图22 数据收集策略 ▲图23 数据收集策略 导入数据收集策略，如图24所示，第一行为光源信息（此处为钼靶），第2–3行为第1–2轮数据，为Fast Scan，第4行为第3轮数据，为Phi Scan（φ scan），第5–9行为第4–8轮数据，为Omega Scan（ω scan）。 ▲图24 测试要执行的数据收集策略表格 实际测下来耗时1小时25分钟（85分钟），比预计多出来约10分钟，如图25所示。 ▲图25 实际测试时长 其衍射图如图26所示（由APEX4[2]呈现）。 ▲图26 衍射图 测试完成后，用APEX4中的SMART[3]程序（smart.exe）确定晶系和晶胞参数，用SAINT[4]程序（saint.exe）进行数据处理（还原），用SADABS[5]程序（sadabs.exe）进行吸收校正，然后在Olex2[6]软件（olex2.exe）中调用SHELXT[7]程序（shelxt.exe）以Intrinsic Phasing方法解析结构（structure solution），在Olex2软件中调用SHELXL[8]程序以全矩阵最小二乘法（full-matrix least-squares method）进行结构精修（structure refinement），结果如图27所示。 ▲图27 最终数据结果 ★晶体测试使用描述 晶体测试描述通常包含晶体挑选、安装、单晶仪、测试温度等信息，单晶仪信息可以从单晶仪实物上直接获取，例如本案例中单晶仪为布鲁克D8 Venture单晶X射线衍射仪（可以询问测试方），如图28所示。 ▲图28 单晶仪信息 测试时的电压（50 kV）和电流（30 mA）可以在BIS界面查看，如图29所示。 ▲图29 测试状态下的电压和电流 待机状态下的电压（20 kV）和电流（6 mA）如图30所示。 ▲图30 待机状态下的电压和电流 大致可描述如下（文献编号采用本文引用编号）： The crystals of 1-chloro-2-(cyclopropylidene(phenyl)methyl)benzene(CCPPMB) were obtained by evaporation of n-hexane at room temperature. Asuitable plate-shaped crystal, measuring roughly 0.2407 × 0.4936 × 0.9029 mm3,was selected and mounted on a glass fiber using vacuum silicone grease as adhesive.Data collection was performed at 298(2) K under 30 mA electric current and 50kV voltage using 360° φ-scans, 104° ω-scans, 2-secand exposure with 2.00° stepwidth at a crystal-to-detector distance of 39.00 mm on Bruker D8 Venturediffractometer with a Bruker PHOTON-II area detector, using graphitemonochromated Mo Kα radiation (λ = 0.71073 Å). Thedetermination of the crystal system and unit cell parameters was carried out bythe SMART[3] programpackages integrated in APEX4[2]. The raw frame data were processed usingSAINT[4] andabsorption correction using SADABS[5] to yield the reflection data file. The structurewas solved by using SHEXLT[7] with intrinsic phasing method in the Olex2[6]software. The structure refinement was performed on F2anisotropically for all the non-hydrogen atoms by the full-matrix least-squaresmethod using SHELXL[8] program in Olex2 software. 相关参考推文： 相关视频： 单晶结构解析练习641(数据还原)：https://www.bilibili.com/video/BV1Gwb2zzEim 数据下载： 提取码: dv82 参考文献 [1] Bruker(2018). APEX3 (Version 2018.7-2). Program for Data Collection on AreaDetectors. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA. [2] Bruker(2021). APEX4 (Version 2021.4-1). Program for Data Collection on AreaDetectors. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA. [3] Bruker(2015). SMART (Version 4.21), Program for Data Collection. Bruker AXSInc., Madison, Wisconsin, USA. [4] Bruker(2015). SAINT (Version 8.40B), Program for Data Extraction and Reduction.Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA. [5] (a)Bruker (2016). SADABS-2016/2. Program for Empirical Absorption Correctionof Area Detector Frames. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA. (b) Krause,L.; Herbst-Irmer, R.; Sheldrick, G. M.; Stalke, D. Comparison of Silver andMolybdenum Microfocus X-ray Sources for Single-Crystal Structure Determination.J. Appl. Cryst. 2015, 48, 3–10. DOI: 10.1107/S1600576714022985. [6] Dolomanov,O. V.; Bourhis, L. J.; Gildea, R. J.; Howard, J. A. K.; Puschmann, H. OLEX2: A Complete Structure Solution,Refinement and Analysis Program. J. Appl. Cryst. 2009, 42, 339–341. DOI: 10.1107/S0021889808042726. [7] Sheldrick,G. M. SHELXT – Integrated Space-Groupand Crystal Structure Determination. ActaCryst. 2015, A71, 3–8. DOI:10.1107/S2053273314026370. [8] (a) Sheldrick, G. M. SHELXL-2019/3, Program for Crystal Structure Refinement, University of Göttingen,Germany, 2019. (b)Sheldrick, G. M. A Short History of SHELX.Acta Cryst. 2008, A64, 112–122. DOI:10.1107/S0108767307043930. (c) Sheldrick, G. M. Crystal Structure Refinement with SHELXL. Acta Cryst. 2015, C71, 3–8. DOI: 10.1107/S2053229614024218.(d) Lübben, J.; Wandtke, C. M.;Hübschle, C. B.; Ruf, M.; Sheldrick, G. M.; Dittrich, B. Aspherical ScatteringFactors for SHELXL – Model,Implementation and Application. ActaCryst. 2019, A75, 50–62. DOI:10.1107/S2053273318013840. 声明：本文仅代表个人观点，笔者学识有限，资料整理过程中可能存在疏漏错误，请不吝指正。 如需PDF文档，请从以下链接下载： 通过网盘分享的文件：晶体测试案例66(晶体测试实验如何描述).pdf
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发表于 2025-7-28 08:54:00
