二次扩散法析晶

一．《图解二次扩散法》

1.将样品溶解到二氯甲烷中，搅拌溶解。溶剂当然还可以选择甲苯之类的有机溶剂。

2.然后过滤到试管中。平行做至少5份。我都是装到10只试管中。平行做多份会增加析出晶体的几率。

3.每支试管装1/5。上面装0.5mm的缓冲层，再上面是正己烷。扩散两个星期，就能长出你需要的晶体。根据个人经验，晶体一般长在试管的中上部。就是那个缓冲层以上的部位。如果不加缓冲层，晶体析出多是底部。

这是因为，溶液向上扩散，同时不良溶剂向下扩散。加有缓冲层的，不良溶剂扩散到溶液中比较缓慢，一般不利于析出晶核，结晶比较难也比较慢。一旦结晶，晶体质量都比较好。适合测试。

没有缓冲层的，不良溶剂和溶液直接接触，界面处容易析出晶种，有利于快速结晶。但是一般都会产生浑浊或者沉淀，不利于高质量的晶体析出长大。不带缓冲层的一般都是溶液比较稀。或者样品少，浓度配制的比较小的溶液适合用这种方法培养

4.扩散两个星期后，如果溶液为均相。这时就要用到二次扩散法来继续培养晶体。这时候溶液还没有达到饱和，或者达到过饱和但是没有合适的晶核作为结晶的晶种，不过已经快析出晶体了。如果等一段时间或者再把溶液分装到别的试管，然后加入不良溶剂，长出晶体就很快了。注意：进行二次扩散的时候没有缓冲层！！！

5.具体操作如下图所示。我不讲的太详细，个中细节需要自己摸索。

1.将样品溶解到二氯甲烷中……。请问在这里“样品”指的是已经是用常温搅拌或扩散培养出来的配合物吗？把配合物溶解后在放到试管中再培养吗？

答：我说的是如何培养出单晶。当然是将配体和金属盐反应后的配合物称之为样品。Ligand+M-->sample--->Crystal

另外，为什么溶解在二氯甲烷中，要是配合物不溶于二氯甲烷呢？怎么办，用什么溶剂是再摸索吗？

答：一般的配合物都溶解到二氯甲烷中的。还可以试试甲苯，适合培养卟啉晶体。

最后，加入缓冲层，缓冲层用什么溶剂啊？

答：缓冲层是为了防止不良溶剂正己烷加到溶解有配合物的二氯甲烷上产生浑浊沉淀，我们用二氯和正己烷任意配比，加到二氯甲烷层上起到过渡缓冲的作用。我称之为缓冲层

二．扩散法有两种策略：液层扩散法和不良溶剂（顶出）扩散法。

液层扩散法：就是配体和金属盐放到一起很容易就出沉淀了，这时候就用两种不同密度的配体和金属盐溶液作为上层和下层，中间加上缓冲层。液层扩散法的浓度是关键。如果浓度太大就可能会出现絮状沉淀。图一就是也曾扩散法的示意图。上层是Cu（II）的甲醇溶液，中间一层是甲醇和二氯甲烷2：1的混合溶液，下层是配体的甲醇：二氯甲烷=1：1的溶液。注：也可以根据需要把配体放到上层，金属盐放到下层。同时配合物在二氯甲烷中的溶解度不是很大，晶体可以析出。

不良溶剂（顶出）扩散法：对于不容易出晶体而且在二氯甲烷溶液中溶解度特别大的体系可以选择这种方法。下面是二氯甲烷溶液，上面加上正己烷。扩散完全后可以进行二次扩散法，直到达到过饱和析出晶体为止。图二是不良溶剂（顶出）扩散法示意图。

这两种策略就可以把所有的体系都能用扩散法培养晶体了。

三．缓冲层的作用就是不要让上下两层混合太快，只要和上下两层互溶，又有点密度差就行，其实直接用上层溶液也行。不良溶剂就是对配合物溶解能力不强的，密度又小的，多用乙醚，丙酮啥的。

缓冲液一般就是用良溶剂和不良溶剂按一定比例混合后配成的，或者选择一个溶解性介于良溶剂和不良溶剂中间的溶剂也可以的。

四．液相扩散法的原理：

利用二种完全互溶的沸点相差较大的有机溶剂。固体易溶于高沸点的溶剂，难溶或不溶于低沸点溶剂。在密封容器中，使低沸点溶剂挥发进入高沸点溶剂中，降低固体的溶解度，从而析出晶核，生长成单晶。

一般选难挥发的溶剂，如DMF,DMSO,甘油甚至离子液体等。

条件：固体在难挥发的溶剂中溶解度较大或者很大，在易挥发溶剂中不溶或难溶。

经验：

固体在难挥发溶剂中溶解度越大越好。培养时，固体在高沸点溶剂中必须达到饱和或接近过饱和。

方法：

将固体加热溶解于高沸点溶剂，接近饱和，放置于密封容器中，密封容器中放入易挥发溶剂，密封好，静置培养。

可以尝试的溶剂系统：

CH2Cl2／乙醚或戊烷 THF/乙醚或戊烷

甲苯/乙醚或戊烷水/甲醇

CHCl3/正庚烷

有以上可知，在良溶剂中浓度偏大可能有利于晶体的生长

五．扩散法实际上是很经典的方法，可以生成动力学和热力学稳定的晶体。其原理简单的来说就是控制配体在溶剂内的扩散速度从而控制晶体生长。

浓度一般在0.05mol ，不超过5ml 选用试管的时候有一定的要求管径不能太大0.5-1cm，因为要控制液-液界面，太大反应太剧烈，晶体会很小，太小的话，时间太长也有别的影响。由于金属配体种类太多，每个晶体生长要求不同，导致扩散法不好做。而且，同种金属配体，在不同层、有无中间层、溶剂的不同等会生成不同结构的晶体，所以要想得到目标晶体需要大量的实验才能获得。

至于环境，一般没什么特殊要求，常温即可，光线影响不太清楚，还没有查到相关资料，但是一定要避免震动，晶体一般是长在管壁上的，震动会影响生长。

我也说一点，关于液液扩散法，我正在做，浓度不要太大，长的太快，质量不好，也不能太稀，不然，不但长的慢，还长的很小，建议多尝试各种浓度，多换不同的溶剂

首先选定溶剂溶解中心离子和配体，比如水溶解金属离子，而有机溶剂溶解有机配体。然后根据密度，将密度大的放在下层，中间适当加纯溶剂的缓冲层，也可不放，上层放密度较小的一层。要注意加料的技术，是先慢后快，我一般是用滴管滴加。

六．很好的培养单晶的经验，可以借鉴一下。

单晶培养技巧

1.单晶培养的方法多种多样，我们没必要把握那些难以操作的，如升华法、共结晶法等。最简单的最实用。常用的有1.溶剂缓慢挥发法；

2.液相扩散法；

3.气相扩散法。99％的单晶是用以上三种方法培养出来的。

2.单晶培养所需样品用量

一般以10－25mg为佳，假如你只有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。

3.单晶培养的样品的预处理