大约要长个几天到几星期吧。
扩散法:在一个大容器内置入易挥发的不良溶剂(如戊烷、已烷),其中加一个内管,置入化合物的良溶剂溶液。将大容器密闭,也可放入冰箱。经易挥发溶剂向内管扩散可得较好的晶体。时间可能比挥发法要长。另外如果这一化合物是室温反应得到,且产物比较 单一,溶解度较小,可将反应物溶液分两层放置,不加搅拌,令其缓慢反应沉淀出晶体。容易结晶的东西放在那里自己就出单晶,不容易结晶的怎么弄也是不出。好像不是想做就能做出来的。首先看一下产物的溶解度,将产物抽干后用良性溶剂溶解成饱和溶液(如用二氯甲烷),然后加入相同体积的不良性溶剂,若产物不稳定应在惰性气体的保护下进行操作,完成后置于冰箱中冷冻至单晶析出,
或直接用惰性气体缓慢鼓泡直至单晶析出。
另法一:在大烧杯里放一个小烧杯,小烧杯里放良溶剂和要结晶的物质,大烧杯里放易挥发的不良溶剂,把大烧杯密封,放于室温即
可。
另法二:在比色管中先用一种溶剂溶解产物,在慢慢地加入另一种溶解性小的溶剂,密封会较快长出晶体。讨论:晶体的生长是一个动力学过程,由化合物的内因(分子间色散力偶极力及氢键)与外因(溶剂极性、挥发或扩散速度及温度)决定。晶体的培养实质是一个饱和溶液的重结晶过程,使溶液慢慢饱和的方法(如溶液挥发、不良溶
剂的扩散及温度的降低)都可。 三、培养单晶的七个注意事项
1.制备结晶,要注意选择合宜的溶剂和应用适量的溶剂。合宜的溶剂,最好是在冷时对所需要的成分溶解度较小,而热时溶解度较大。溶剂的沸点亦不宜太高。一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙醋等。但有些化合物在一般溶剂中不易形成结晶,而在某些溶剂
中则易于形成结晶。
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热的情况下,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,降温快,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.制备结晶除应注意以上各点外,在放置过程中,最好先塞紧瓶塞,避免液面先出现结晶,而致结晶纯度较低。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。
7.化合物的结晶都有一定的结晶形状、色泽、熔点和熔距,可以作为鉴定的初步依据。这是非结晶物质所没有的物理性质。化合物结晶的形状和熔点往往因所用溶剂不同而有差异。原托品碱在氯仿中形成棱往状结晶,熔点207℃;在丙酮中则形成半球状结晶,熔点203℃;在氯仿和丙酮混合溶剂中则形成以上两种晶形的结晶。所以文献中常在化合物的晶形、熔点之后注明所用溶剂。一般单体纯化合物结晶的熔距较窄,有时要求在0.5℃左右,如果熔距较长则表示化合物不
纯。
四、无水无氧条件下的单晶培养
1、溶剂的选择与加入方法在单晶的培养过程中,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,而且结晶的收率不高。也可以采取背道而行的方法,先用极性小的溶剂提取。根据反应物质量,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,可以采取下
面的方法。
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)这样的做法是非常易结晶的。 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 溶剂加入后就要选择放那里结晶了。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。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。晶体拿出来到室温,温度升高晶体就可能融化了。首先去掉部分溶剂,只留少许即可。对水、氧气敏感的的用惰性气体如N2、Ar保护起来再转移溶剂。转移完再冲N2下关闭装晶体的容器活塞,然后送
去测试。
3、利用溶剂的挥发 无水无氧要求的金属配合物这种情况的培养单晶要求有手套箱,在手套箱里(有这样的条件),可以用Schlenk 瓶、小烧杯、以及核磁管来用作结晶的工具。容器的口部用封膜封好,然后上面用细针扎几个小眼用来挥发溶剂。过几天会发现容器内壁会生长出晶体来。容器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
解析晶体结构;要强调的是用Schlenk及核磁管这两种容器用来结晶是最好的。 做无水无氧的人知道Schlenk是无水无氧操作的专用瓶。它有侧活塞用来开关瓶与外界的相通,所以操作方面很好。在获得单晶后你要从手套箱里拿出来,如果你用别的容器,可能那些对空气特别敏感的物质就不能够稳定到你测量完晶体结构。同样很小的
核磁管也很好封的,而且它要的量很少,不浪费样品。 4、利用极性小(溶解度小)的溶剂 反应结束后,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止(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。这样处理会很易得到很好的晶体。 总之,单晶的培养溶剂的选择很重要,有些时候选择的溶剂不同,晶体的形状会各不相同。甚至有些时候得到的晶体不是规则的,或是细长的针状的,所以溶剂的选择很重要。一般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。