单晶培养经验之谈

单晶的培养
常用的有1.溶剂缓慢挥发法；2.液相扩散法；3.气相扩散法。

方法一：挥发
用金属配合物的良溶剂将其溶解在小烧杯中，小烧杯的内表面越光滑单晶性越好，否则晶体形状不好缺陷多就会给后面的收单晶衍射数据带来麻烦，甚至会造成无法解晶体结构，那将是非常可惜的；烧杯用滤纸或塑料薄膜封口防止灰尘落入，同时减慢挥发速度，长出较好晶形的单晶，一般挥发性稍差的溶剂用滤纸。

静置至发现满意的晶体出现。

方法二：扩散
用金属配合物的良溶剂将其溶解在小烧杯或广口瓶中，塑料薄膜封口（用针戳3-5个小孔），放于盛有该金属配合物的挥发性不良溶剂（一般用乙醚）的大瓶子中。

静置至发现满意的晶体出现。

单晶培养所需样品用量
一般以10－25mg为佳，如果你只有2mg左右样品，也没关系，但这时就要选择液相扩散法和气相扩散法，不能使用溶剂缓慢挥发法。

一定要做好记录
一次就得到单晶的可能性比较小。

因此最好的方法就是在第一次培养单晶的时候，采取少量多溶剂体系的办法。

如果你有50mg样品，建议你以5mg为一单位，这样你可以同时实验10种溶剂体系，而不是选两种溶剂体系，每个体系25mg。

这是做好记录就特别重要，以免下次又采用已经失败的溶剂体系，而且单晶解析时必须知道所用的溶剂。

培养单晶时，最好放到没人碰的地方，这点大家都知道。

我想说的是你不能一天去看几次也不能放在那里5，6天不管。

也许有的溶剂体系一天就析出了晶体，结果5天后，溶剂全干了。

一般一天看一次合适，看的时候不要动它。

明显不行的体系（如析出絮状固体）就要重新用别的溶剂体系再重新培养。

液相扩散法中良溶剂与不良溶剂的比例最好为1：2－1：4。

烷基链超过4个碳的很难培养单晶。

分子中最好不要有叔丁基，因为容易无序，影响单晶解析的质量。

含氯的取代基一般容易长单晶，如4－氯苯基取代化合物比苯基取代化合物容易长单晶。

1.溶剂的沸点不宜太低，也不宜过高。

溶剂沸点过低时制成溶液和冷却结晶两步操作温差小，团体物溶解度改变不大，影响收率，而且低沸点溶剂操作也不方便。

溶剂沸点过高，附着于晶体表面的溶剂不易除去。

一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙醋等。

选择时可用少量各种不同溶剂试验其溶解度，包裹冷时和热时。

在几种溶剂都适用时，则应根据结晶的回收率、操作的难易、溶剂的毒性大小及是否易燃、价格高低等择优选用。

一般首选乙醇。

混合溶剂一般会有更好效果。

2.制备结晶的溶液，需要成为过饱和的溶液。

一般是应用适量的溶剂在加温的情况下，将化
合物溶解再放置冷处。

如果在室温中可以析出结晶，就不一定放置于冰箱中，以免伴随结晶析出更多的杂质。

“新生态”的物质即新游离的物质或无定形的粉未状物质，远较晶体物质的溶解度大，易于形成过饱和溶液。

一般经过精制的化合物，在蒸去溶剂抽松为无定形粉未时就是如此，有时只要加入少量溶剂，往往立即可以溶解，稍稍放置即能析出结晶。

3.制备结晶溶液，除选用单一溶剂外，也常采用混合溶剂。

一般是先将化合物溶于易溶的溶剂中，再在室温下滴加适量的难溶的溶剂，直至溶液微呈浑浊，并将此溶液微微加温，使溶液完全澄清后放置。

4.结晶过程中，一般是溶液浓度高，降温诀，析出结晶的速度也快些。

但是其结晶的颗粒较小，杂质也可能多些。

有时自溶液中析出的速度太快，超过化合物晶核的形成劝分子定向排列的速度，往往只能得到无定形粉未。

有时溶液太浓，粘度大反而不易结晶化。

如果溶液浓度适当，温度慢慢降低，有可能析出结晶较大而纯度较高的结晶。

有的化合物其结晶的形成需要较长的时间。

5.如果放置一段时间后没有结晶析出，可以加入极微量的种晶，即同种化合物结晶的微小颗粒。

加种晶是诱导晶核形成常用而有效的手段。

一般地说，结晶化过程是有高度选择性的，当加入同种分子或离子，结晶多会立即长大。

而且溶液中如果是光学异构体的混合物，还可依种晶性质优先析出其同种光学异构体。

没有种晶时，可用玻璃棒蘸过饱和溶液一滴，在空气中任溶剂挥散，再用以磨擦容器内壁溶液边缘处，以诱导结晶的形成。

如仍无结晶析出，可打开瓶塞任溶液逐步挥散，慢慢析晶。

或另选适当溶剂处理，或再精制一次，尽可能除尽杂质后进行结晶操作。

6.在制备结晶时，最好在形成一批结晶后，立即倾出上层溶液，然后再放置以得到第二批结晶。

晶态物质可以用溶剂溶解再次结晶精制。

这种方法称为重结晶法。

结晶经重结晶后所得各部分母液，再经处理又可分别得到第二批、第三批结晶。

这种方法则称为分步结晶法或分级结晶法。

晶态物质在一再结晶过程中，结晶的析出总是越来越快，纯度也越来越高。

分步结晶法各部分所得结晶，其纯度往往有较大的差异，但常可获得一种以上的结晶成分，在未加检查前不要贸然混在一起。

重结晶方法是利用固体混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同而使其相互分离。

进行重结晶的简单程序是先将不纯固体物质溶解于适当的热的溶剂中制成接近饱和的溶液，趁热过滤除去不溶性杂质，冷却滤液，使晶体自过饱和溶液中析出，而易溶性杂质仍留于母液小，抽气过滤，将晶体从母液中分出，干燥后测定熔点，如纯度仍不符合要求，可再次进行重结晶，直至符合要求为止。

非经典的重结晶（尤其适用于卟啉、杯芳烃，富勒烯等大分子量的化合物):可以除掉柱分离都不能分离的杂质。

即将你的产物在试管中溶于1份中等溶解性的溶剂，溶解性太好的溶剂是不行的，一般为二氯甲烷，三氯甲烷，乙酸乙酯，甲苯，最好不用THF和二氧六环，除非前面的溶剂都溶解不了。

然后用滴管（最好用注射器）小心沿试管壁加入四份不溶你产品的溶剂（一般为正己烷和甲醇，两种溶剂必须互溶，常用的溶剂体系为二氯甲烷/甲醇，三氯甲烷/甲醇，二氯甲烷/正己烷，三氯甲烷/正己烷，甲苯/正己烷，乙酸乙酯/正己烷），这是你可以看见溶液中有一两相界面，塞上塞子，将试管放到一个没有人会碰到的地方，一般2－7天两相就会完全混合，有固体会析出。

下面就是最重要的操作。

将母液用很细的滴管尽可能的吸出，注意不要把固体吸出！然后用正己烷（注意不要用石油醚，因为不易完全出去）或甲醇洗涤固体，然后用很细的滴管尽可能的吸出加入的溶剂，反复两次后。

如果瓶底有颗粒状可以吸动的固体，瓶壁上有膜状的固体，这时应该再加入少量正己烷，将颗粒状可以吸动的固体吸出，滴在双层的家用的卫生纸上，然后风干即可。

（不要用滤纸，因为吸附太厉害，5mg东西估计全部粘在滤纸上，刮不下来）。

瓶壁上膜状的固体就留着下次用，一般是不纯的东西。

如果析出的是晶体，最好。

操作同上。

（1）溶剂的选择与加入方法
在单晶的培养过程中，我走了与正常结晶相反的路子。

通常是用适量极性大的溶剂提取你的反应物质，然后再滴加少量的极性小的溶剂，放置结晶。

这样做的结果是结晶很慢，而且是结晶的收率不高。

而我用的方法是背道而行。

先用极性小的溶剂提取。

根据你的反应物质量，加入适量的极性小的溶剂，不能全溶解，就加入适量的极性大的溶剂(注意：切不可多加)，如果此时还有少量没有溶解，A)你可以再加重复极性小的溶剂，再加极性大的溶剂。

直到全溶解；B)也可以微热溶解(如果你的样品是热稳定好的话)这样的做法是非常好结晶的，不信你试试看，如果你晚上做的这样的操作，第二天早上你会发现你的晶体已经长出来了。

C)微热还有些没溶解，就直接过滤。

这样也可以很快结晶。

但是会损失些产物。

（2）温度的选择
上面谈了溶剂的选择，和加入顺序。

现在我再来说说温度的选择。

溶剂加入后就要选择放那里结晶了。

你不能总认为温度越低越好，要想得到好的晶体，温度的选择很重要的！！！首先放在室温（必须无外界震动）一两天看看，有无结晶，如有结晶说明室温就能结出好晶体，无需放之低温。

如果室温不结晶，再放如0度。

过两天看看，再不行，－5度，－10度，－15度，－20度，－30度，我想，这些条件大家实验应该不难。

如过你一开始放于低温可能结晶很快但的不到好的晶体。

可能是多晶，而不是单晶。

长晶体过程千万不能震动。

有条件的单独一间房间来结晶最好。

低温结出的晶体再送测试前要处理，不能那出来就去测。

因为拿出来到室温，温度升高,晶体就可能融化了，首先你的去掉部分溶剂才行。

只留少许即可。

(3)利用极性小（溶解度小）的溶剂
用极性大的溶剂提取后,再进行浓缩恰好到有溶质析出时为此（此时因减压浓缩体系内的温度应该低于外界）等到温度升到室温，拿到手套箱内，用针筒向上面的溶液面上轻轻的滴加几滴极性小的（溶解度小的）溶剂。

这样处理完你会很易得到很好的晶体的。

我总结出来，一般我做反应时候用极性相对大些的甲苯、乙醚、THF等。

再结晶时候用极性小些正己烷、以及正己烷与甲苯的混合溶剂，或其它的混合溶剂。

1.如果热稳定性好，首先确定良溶剂和劣溶剂，然后加劣溶剂至浑浊，然后加热至澄清，让体系随缓慢降温。

如果可/微溶于水，可以用水培养单晶。

如果可/微溶于甲醇，可以用甲醇培养单晶。

难溶的可选择DMF、DMSO等溶解，再与水、醇等低沸点的不良溶剂共存于密闭的干燥器中，低沸点的不良溶剂会扩散到DMF、DMSO中，有望析出晶体。