干货:晶体结构解析指南(二)
纳小二 纳小二 2018-05-25

作为一个一线科研工作者,相信你一定会遇到这样的情景:忍着最后一口气,获得了精美的数据,但是处理数据的时候,发现乱花渐欲迷人眼,不知从何下手。千万别被眼前的这些“鲜花”迷住了,你的任务是要找出所有隐藏在花丛里的“爱心”。

 

今天老司机便根据当年吃土年代积累一点知识,总结一些小经验分享给做晶体结构解析的小伙伴。

 

1、原子指认:硝基还是羧基?

     由于硝基和电离的羧基的键长均在1.2左右,硝基和羧基往往不容易区分。如果不通过化学和晶体学知识仔细辨别容易造成谬误,如某结构解析完后出现如图1所示结果,图中硝基和羧基指认并精修完后可以明显看出,硝基和羧基的键长都在1.2左右,符合键长数值。但是细看可以发现,N和C的热椭球明显比周围偏大或者偏小,这提示我们指认或许不正确。重新将硝基和羧基换调换后两者热椭球正常,表明之前解析结果不正确。一般来说,硝基中性,而羧基带负电荷更容易带正电的金属离子进行配位。


图1

 

2、原子指认:氮原子还是氧原子?

某配体合成设计含有亚胺基团,形成配合物晶体解析后结果如下。



图2

 

图中所示CN键键长略短,且氮的温度因子明显略小。checkcif后报错,氮原子可能指认不正确。将氮原子重新指认成氧原子再进行精修,发现该原子温度因子正常,且CO双键键长1.2符合相应键长规律。在该例中应该是亚胺水解生成了羰基。



图3

 

在水热法形成晶体过程中配体可能会发生水解,比如NN-二甲基乙酰胺水解成二甲胺,该类反应时有发生,解析时应该引起注意。

 

3、加氢:盐还是共晶?

现在很多研究人员开始研究共晶。在共晶生长的时候常用到羧酸和吡啶。其中羧酸可以电离,吡啶可以接受质子。在晶体生长过程中是否存在质子转移呢?当质子发生转移就生成了盐,而质子未发生转移则生成了共晶。当数据较好的时候可以通过Q峰和羧基的键长确定氢的位置。

 


图4

 

某例中存在苯甲酸和吡啶部分。其他部分均解析完全后发现有一Q峰位于羧基和吡啶环之间,此Q峰应为氢。且此氢距离羧基较近,应为羧基上的氢。且CO键长1.3表明此键为C-O单键,即羧基未发生电离。从而说明了该化合物呈共晶形式存在。

 

由于学识有限,如有疏漏或是错误的地方,希望大家多多指正,欢迎交流探讨!

 

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