晶体测试案例107(手性化合物-铜靶)

DJ_Tokyo

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晶体测试案例107(手性化合物-铜靶)

最近，同单位某课题组同学委托笔者帮忙测试一个含CHNOF元素的手性纯有机物晶体，该晶体在10毫升细长样品瓶中挥发结晶（翻口塞封口后扎孔作为挥发口），来找笔者时溶剂已挥发干，瓶底有黄色细小晶体析出，如图1所示。

▲图1 挥发法培养晶体

用刮勺捞出部分晶体放在载玻片上用二甲基硅油（PDMS, polydimethylsiloxane/Dimethicone,CAS: 9006-65-9）包裹并在在显微镜下观察，如图2所示，用粉刺针切割、扒拉清洗后挑选红色箭头所指晶体用于单晶X射线衍射（SC-XRD, single crystal X-ray diffraction）实验。

▲图2 晶体的挑选

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0.0743 × 0.1383 × 0.1437mm3，如图3‒5所示（由APEX3 [1]呈现），晶体尺寸无明显特征，可描述为块状（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3 晶体尺寸测量

▲图4 晶体尺寸测量

▲图5 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，如图6所示。、

▲图6 仪器拍摄的晶体照片

预实验已知最大晶轴约为20 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80.0 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)”），分辨率由程序给定的1.05 Å改为0.83 Å（收集足够分辨率），光源选择铜靶，手性化合物，对称性选择Chiral (1)，计算得到的策略为48轮数据，其中前2轮为fastscan，曝光时间为1秒，其他46轮数据曝光时间为10.0秒，步长为2.00°，预计总时长为11小时4分钟，如图7所示。

▲图7 初始数据收集策略

做如下调整，将fastscan曝光时间改为20秒，其他46轮数据曝光时间改为30秒，总时长变为34小时55分钟，如图8所示。

▲图8 调整后的数据收集策略

实际测试耗费35小时56分钟（比预计时间多了1个小时），如图9所示，共收集4311帧衍射照片（3.18 GB），其中503帧过曝，占比约12%。

▲图9 实际测试情况

其衍射图如图10所示（由APEX4 [2]呈现）。

▲图10 衍射图

测完后，数据最终结果如图11所示（由Olex2 [3]呈现），按照手性空间群P1解析，数据无法收敛，从而导致A级警报PLAT080（参阅推文“CheckCIF-PLAT080”），此外B级警报PLAT111（参阅推文“CheckCIF-PLAT111”）和PLAT113（参阅推文“CheckCIF-PLAT113”）表明正确空间群应为中心对称空间群Pī。

▲图11 P1空间群下解析结果

而在中心对称空间群Pī下解析结果如图12所示，无AB级警报，表明该样品是消旋体。

▲图12 Pī空间群下解析结果

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]    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.