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★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。 晶体测试案例103(手性化合物-铜靶-毛状晶体变成片状晶体) 最近，同单位某课题组同学委托笔者帮忙测试一个含CHNO元素的手性纯有机物晶体，该晶体在5毫升棕色样品瓶中挥发结晶，如图1所示。
▲图1 挥发法培养晶体 显微镜下直接观察瓶底样品，如图1右和图2所示。 ▲图2 显微镜视角下瓶底晶体 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3所示，用粉刺针切割、扒拉清洗和挑选，最终选取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3 晶体的挑选 晶体培养情况如图4所示，该晶体一开始选用了二氯甲烷/己烷、氯仿/己烷、乙酸乙酯/己烷和甲苯/己烷混合溶剂体系挥发培养晶体，但这些溶剂体系析出来的都是极细小的毛状晶体（因为无法测试，所以没有拍照留作对比），由于太过细小而无法测试，所以之前每次拿样品过来，笔者看过后表示无法测试，后来用四氢呋喃/己烷混合溶剂体系挥发培养晶体，成功析出上述图片中所示的片状晶簇，经切割可得合适的晶体用于SC-XRD实验。（注：该化合物结构中含有芳香基团、羟基和硝基，最终测出来的结果，结构中只有该化合物（羟基和硝基形成氢键），乙酸乙酯或四氢呋喃并未作为氢键受体成为晶体结构的构件之一。） ▲图4 晶体形貌优化过程 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0.2601 × 0.3617 × 0.6921mm3，如图5‒7所示（由APEX3 [1]呈现），从晶体形貌来看，可描述为片状（plate）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5 晶体尺寸测量 ▲图6 晶体尺寸测量 ▲图7 晶体尺寸测量
▲图8 仪器拍摄的晶体照片 ▲图9 初始数据收集策略 做如下调整，将fastscan曝光时间改为10秒，其他4轮数据曝光时间改为20秒，总时长变为3小时45分钟，如图10所示。 ▲图10 调整后的数据收集策略 测上后，笔者就回实验室了，因为晶体需要笔者解析，于是让对方把结构发来，发现是手性化合物，遂询问，对方表示确系手性化合物，并需要确定绝对构型，于是返回单晶室，点击软件界面的终止测试图标（红色八边形，白色STOP文字），如图11所示。（注：请遵循自己单位单晶仪测试要求，勿随意终止测试。） ▲图11 终止测试按钮图标 之前钼靶已经收集了近300针衍射图，于是对其进行数据还原和结构解析，确定该手性化合物结晶于单斜晶系第4号空间群P21（手性空间群），重新进行晶胞计算和布拉菲晶格选择（Monoclinic P），光源改为铜靶，对称性选择Chiral (2)，分辨率设为0.83 Å，探测器与晶体之间的距离仍设为60.00 mm，计算得到的策略为17轮数据，其中前2轮为fastscan，将其曝光时间由默认的1秒改为5秒，其他15轮采用程序给定的10秒，预计总时长为4小时，如图12所示。 ▲图12 铜靶手性数据收集策略 实际测试耗费4小时41分钟（比预计时间多了41分钟），如图13所示，共收集1764帧衍射照片（1.30 GB），其中350帧过曝，占比约20%。 ▲图13 实际测试情况 其衍射图如图14所示（由APEX4 [2]呈现）。
▲图14 衍射图 测完后，数据最终结果如图15所示（由Olex2 [3]呈现），无AB级警报，就是Flack参数偏大，用于确定绝对构型不太可信。
▲图15 最终结果 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.
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