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[单晶结构] 晶体测试案例80(晶体养测-铜靶和钼靶数据对比)

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晶体测试案例80(晶体养测-铜靶和钼靶数据对比)
案例结构为1-(2-哌啶基)乙基-3-(1-甲基-1H-苯并[d]咪唑-2-)-1H-吲哚(1-(2-(piperidin-1-yl)ethyl)-3-(1-methyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-1H-indole,CCDC[1]: 2479049–2479050, DOI[2]: 10.5517/ccdc.csd.cc2p6nbx,10.5517/ccdc.csd.cc2p6ncy),如1所示(由ChemBioDraw[3]绘制)。
11-(2-哌啶基)乙基-3-(1-甲基-1H-苯并[d]咪唑-2-)-1H-吲哚
该样品合成后经柱层析纯化旋干后是细小针状晶体,如2所示。
2纯化后的样品
取少量样品置于载玻片上用二甲基硅油(PDMS, polydimethylsiloxane/Dimethicone, CAS: 9006-65-9)包裹覆盖,在显微镜下观察,如3所示,晶体太细小,无法用于单晶X射线衍射(SC-XRD, single crystal X-ray diffraction)实验。
3显微镜下晶体样品
于是对其进行重结晶培养晶体,取大约一百毫克样品置于两毫升微型离心管中,如4左所示,加入约1毫升甲苯,震荡溶解,如4右所示(为拍摄方便,支在多肉旁边),随后找一僻静处打开盖子敞口挥发结晶。
4样品溶解
上述方法析出的晶体太细小,无法测试,挥发干后又尝试用适量N,N-二甲基甲酰胺(DMF, N,N-Dimethylformamide,CAS: 68-12-2)溶剂结晶,但发现还是无法得到理想结果,于是取了几克的样品用甲苯热溶在五十毫升梨形瓶中敞口挥发结晶,经过一段时间的挥发,发现瓶子的一侧析出了密密麻麻的针状晶体,一直到瓶口,如5所示,当然,溶液中瓶底也析出了细长针状晶体,这些针状晶体交汇于中间一点,两侧呈放射状,如6所示。
5瓶侧壁析出的晶体
6瓶口和瓶底的晶体
从瓶底捞出一团晶体,在簇边缘切下的晶体大小完全符合测试需求,如7所示。
7针状晶簇尖端切下的晶体
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0.1801 × 0.2563 ×0.6854 mm3,如8‒10所示(由APEX3[4]呈现),最大尺寸是其他尺寸的两倍以上,可描述为针状(needle)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”。
8 晶体尺寸测量
9 晶体尺寸测量
10 晶体尺寸测量
在晶体对心时,可顺便拍摄晶体照片(参阅推文“D8 Venture衍射仪拍摄晶体照片”)保存,可作为论文插图,如11所示。
11 仪器拍摄的晶体照片
预实验已知最大晶轴约为13 Å,为避免出现B级警报PLAT910(参阅推文“CheckCIF-PLAT910”),将探测器与晶体之间的距离由默认的39.00 mm增大为60.0 mm(参阅推文“CheckCIF-B级警报PLAT910解决示例”“晶体测试案例20(B级警报PLAT910)”),如12所示为铜靶计算得到的数据收集策略:26轮数据,其中前2轮为fastscan(第2轮添加了衰减),曝光时间为1秒,其他24轮曝光时间为10.0秒,步长为2.00°,预计总时长为4小时55分钟。
12 铜靶初始数据收集策略
fastscan的曝光时间改为10秒,预计总时长变为5小时55分钟,实际测试共耗费6小时12分钟,如13所示。
13 铜靶实际测试时长
14所示为钼靶按相同条件计算得到的数据收集策略:6轮数据,其中前2轮为fastscan(第2轮添加了衰减),曝光时间为1秒,其他4轮曝光时间为10.0秒,步长为2.00°,预计总时长为89分钟。
14 钼靶初始数据收集策略
fastscan曝光时间改为6秒,总时长变为1小时52分钟,如15所示。
15 钼靶调整后数据收集策略
两套数据用同一颗晶体测试,先测铜靶,后侧钼靶,铜靶共收集到2094帧衍射照片,总大小为1.54 GB,钼靶共收集到856帧衍射图,总大小为649 MB
其衍射图如16所示(由APEX4[5]呈现)
16 衍射图
测试完成后,数据处理结果如17–18所示(由Olex2[6]呈现)
17 铜靶数据结果
18 钼靶数据结果
两个数据对比如下:
测试情况
  
光源
  
曝光时间(秒)
总时长
衍射照片
衍射照片总大小
fastscan
轮数(曝光时间)
铜靶
10
24(10)
6小时12分钟
2094
1.54 GB
钼靶
6
4(10)
1小时52分钟
856
649 MB
数据质量和精修指标
  
光源
  
数据质量
精修指标
分辨率
信噪比
Rint
完整度
R1
wR2
铜靶
0.79 Å
22.4
4.75%
98.7%
5.78%
17.65%
钼靶
0.72 Å
21.8
5.78%
99.7%
4.77%
12.64%
从对比结果来看,钼靶测试比铜靶测试更加省时,文件大小更小,数据质量更好(当然,该情况仅适用于本例)。
相关视频:
单晶结构解析练习658(数据还原-晶体培养)https://www.bilibili.com/video/BV12XeezyEZp
数据下载:
提取码: ti1f
参考文献
[1]    (a)Allen, F. H. The Cambridge Structural Database: A Quarter of a Million CrystalStructures and Rising. Acta Cryst. 2002, B58, 380–388. DOI:10.1107/S0108768102003890. (b) Groom, C. R.; Bruno, I. J.; Lightfoot, M.P.; Ward, S. C. The Cambridge Structural Database. Acta Cryst. 2016, B72, 171–179. DOI:10.1107/S2052520616003954. (c) Mitchell, J.; Robertson, J. H.; Raithby,P. R. Cambridge Crystallographic Data Centre (CCDC). Comprehensive Coordination Chemistry III 2021, 413–437. DOI: 10.1016/B978-0-12-409547-2.14829-2.
[2]    (a)International Organization for Standardization (2012). ISO 26324:2012. Information and Documentation – DigitalObject Identifier System.http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=43506. (b) McDonald J. D.;Levine-Clark, M. Encyclopedia of Libraryand Information Sciences. Fourth Edition, CRC Press, 2017. DOI: 10.1081/e-elis4. (c) Liu, J. Digital ObjectIdentifier (DOI) and DOI Services: An Overview. Libri 2021, 71, 349‒360. DOI:10.1515/libri-2020-0018. (d) International Organization forStandardization (2022). ISO 26324:2022. Informationand Documentation – Digital Object Identifier System.https://www.iso.org/standard/81599.html
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[4]    Bruker (2018). APEX3 (Version 2018.7-2). Program for Data Collection on AreaDetectors. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA.
[5]    Bruker (2021). APEX4 (Version 2021.4-1). Program for Data Collection on AreaDetectors. Bruker AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA.
[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.
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。

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