單晶培養(yǎng)的方法多種多樣，如升華法、共結(jié)晶法等。最簡單的最實用常用的有1.溶劑緩慢揮發(fā)法；2.液相擴(kuò)散法；3.氣相擴(kuò)散法。99％的單晶是用以上三種方法培養(yǎng)出來的。

一、單晶培養(yǎng)要點

1、一般以10--25mg 為佳，如果你只有2mg左右樣品，也沒關(guān)系，但這時就要選擇液相擴(kuò)散法和氣相擴(kuò)散法，不能使用溶劑緩慢揮發(fā)法。

2、單晶培養(yǎng)的樣品的預(yù)處理樣品溶解后一定要過濾，不能用濾紙，而是用 一小團(tuán)棉花輕輕的塞在滴管的中下部或下部，不要塞太緊，否則流的太慢。樣品當(dāng)然是越純越好，不過如果實在沒辦法弄純也沒關(guān)系，培養(yǎng)一次就相當(dāng)于提純了一次，也可用一些TLC 顯示有雜點的東西長單晶，但要多養(yǎng)幾次。

3、一定要做好記錄，一次就得到單晶的可能性比較小。因此最好的方法就是在第一次培養(yǎng)單晶的時候，采取少量多溶劑體系的辦法。如果你有 50mg 樣品， 建議你以 5mg 為一單位，這樣你可以同時實驗10 種溶劑體系，而不是選兩種溶 劑體系，每個體系25mg。這時做好記錄就特別重要，以免下次又采用已經(jīng)失敗的溶劑體系，而且單晶解析時必須知道所用的溶劑。

4、培養(yǎng)單晶時，最好放到?jīng)]人碰的地方，這點大家都知道。我想說的是你不能一天去看幾次也不能放在那里五六天不管。也許有的溶劑體系一天就析出了晶體，結(jié)果五天后，溶劑全干了。一般一天看一次合適，看的時候不要動它。明 顯不行的體系（如析出絮狀固體）就要重新用別的溶劑體系再重新培養(yǎng)。

5、液相擴(kuò)散法中良溶劑與不良溶劑的比例最好為1:2－1:4，可以嘗試的溶劑系統(tǒng)：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

6、化合物結(jié)構(gòu)中烷基鏈超過 4 個碳的很難培養(yǎng)單晶。

7、分子中最好不要有叔丁基，因為容易無序，影響單晶解析的質(zhì)量。

8、含氯的取代基一般容易長單晶，如 4--氯苯基取代化合物比苯基取代化合物容易長單晶。

9、無水無氧條件下的單晶培養(yǎng)，最簡單的方法就是將固體樣品加入一帶橡皮塞的容器（最常用的就是核磁管，塞子是軟的橡皮塞（塞子要能密封且能扎針頭），先抽真空，然后通氮氣，再用注射器加入良性溶劑，充分溶解（超聲），然 后再用注射器沿器壁加入不良溶劑即可。

二、常用的兩種方法

揮發(fā)溶劑法：將純的化合物溶于適當(dāng)溶劑或混和溶劑。（理想的溶劑是一個易揮發(fā)的良溶劑和一個不易揮發(fā)的不良溶劑的混和物）此溶液最好稀一些。用氮/氬鼓泡除氧。容器可用橡膠塞（可緩慢透過溶劑）。為了讓晶體長得致密，要揮發(fā)得慢一些，溶劑揮發(fā)性大的可置入冰箱。大約要長個幾天到幾星期吧。

擴(kuò)散法：在一個大容器內(nèi)置入易揮發(fā)的不良溶劑（如戊烷、已烷），其中加 一個內(nèi)管，置入化合物的良溶劑溶液。將大容器密閉，也可放入冰箱。經(jīng)易揮發(fā) 溶劑向內(nèi)管擴(kuò)散可得較好的晶體。時間可能比揮發(fā)法要長。

另外如果這一化合物是室溫反應(yīng)得到，且產(chǎn)物比較單一，溶解度較小，可將反應(yīng)物溶液分兩層放置，不加攪拌，令其緩慢反應(yīng)沉淀出晶體。容易結(jié)晶的東西 放在那里自己就出單晶，不容易結(jié)晶的怎么弄也是不出。好像不是想做就能做出來的。

首先看一下產(chǎn)物的溶解度，將產(chǎn)物抽干后用良性溶劑溶解成飽和溶液（如用 二氯甲烷），然后加入相同體積的不良性溶劑，若產(chǎn)物不穩(wěn)定應(yīng)在惰性氣體的保護(hù)下進(jìn)行操作，完成后置于冰箱中冷凍至單晶析出，或直接用惰性氣體緩慢鼓泡 直至單晶析出。

另法一：在大燒杯里放一個小燒杯，小燒杯里放良溶劑和要結(jié)晶的物質(zhì)，大燒杯里放易揮發(fā)的不良溶劑，把大燒杯密封，放于室溫即可。

另法二：在比色管中先用一種溶劑溶解產(chǎn)物，在慢慢地加入另一種溶解性小 的溶劑，密封會較快長出晶體。討論：晶體的生長是一個動力學(xué)過程，由化合物的內(nèi)因（分子間色散 力偶極力及氫鍵）與外因（溶劑極性、揮發(fā)或擴(kuò)散速度及溫度）決定。

晶體的培養(yǎng)實質(zhì)是一個飽和溶液的重結(jié)晶過程，使溶液慢慢飽和的方 法（如溶液揮發(fā)、不良溶劑的擴(kuò)散及溫度的降低）都可。 

三、培養(yǎng)單晶的七個注意事項

1.  制備結(jié)晶，要注意選擇合宜的溶劑和應(yīng)用適量的溶劑。合宜的溶劑，最好是在冷時對所需要的成分溶解度較小，而熱時溶解度較大。溶劑的沸點亦不宜太高。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劑中不易形成結(jié)晶，而在某些溶劑中則易于形成結(jié)晶。

2. 制備結(jié)晶的溶液，需要成為過飽和的溶液。一般是應(yīng)用適量的溶劑在加 熱的情況下，將化合物溶解再放置冷處。如果在室溫中可以析出結(jié)晶，就不一定 放置于冰箱中，以免伴隨結(jié)晶析出更多的雜質(zhì)。“新生態(tài)”的物質(zhì)即新游離的物質(zhì)或無定形的粉未狀物質(zhì)，遠(yuǎn)較晶體物質(zhì)的溶解度大，易于形成過飽和溶液。一 般經(jīng)過精制的化合物，在蒸去溶劑抽為無定形粉未時就是如此，有時只要加入少 量溶劑，往往立即可以溶解，稍稍放置即能析出結(jié)晶。

3.  制備結(jié)晶溶液，除選用單一溶劑外，也常采用混合溶劑。一般是先將化合物溶于易溶的溶劑中，再在室溫下滴加適量的難溶的溶劑，直至溶液微呈渾濁， 并將此溶液微微加溫，使溶液完全澄清后放置。

4.  結(jié)晶過程中，一般是溶液濃度高，降溫快，析出結(jié)晶的速度也快些。但是其結(jié)晶的顆粒較小，雜質(zhì)也可能多些。有時自溶液中析出的速度太快，超過化 合物晶核的形成分子定向排列的速度，往往只能得到無定形粉未。有時溶液太濃， 粘度大反而不易結(jié)晶化。如果溶液濃度適當(dāng)，溫度慢慢降低，有可能析出結(jié)晶較大而純度較高的結(jié)晶。有的化合物其結(jié)晶的形成需要較長的時間。

5. 制備結(jié)晶除應(yīng)注意以上各點外，在放置過程中，最好先塞緊瓶塞，避免 液面先出現(xiàn)結(jié)晶，而致結(jié)晶純度較低。如果放置一段時間后沒有結(jié)晶析出，可以 加入極微量的種晶，即同種化合物結(jié)晶的微小顆粒。加種晶是誘導(dǎo)晶核形成常用 而有效的手段。一般地說，結(jié)晶化過程是有高度選擇性的，當(dāng)加入同種分子或離 子，結(jié)晶多會立即長大。而且溶液中如果是光學(xué)異構(gòu)體的混合物，還可依種晶性 質(zhì)優(yōu)先析出其同種光學(xué)異構(gòu)體。沒有種晶時，可用玻璃棒蘸過飽和溶液一滴，在 空氣中任溶劑揮散，再用以磨擦容器內(nèi)壁溶液邊緣處，以誘導(dǎo)結(jié)晶的形成。如仍 無結(jié)晶析出，可打開瓶塞任溶液逐步揮散，慢慢析晶。或另選適當(dāng)溶劑處理，或 再精制一次，盡可能除盡雜質(zhì)后進(jìn)行結(jié)晶操作。

6.  在制備結(jié)晶時，最好在形成一批結(jié)晶后，立即傾出上層溶液，然后再放置以得到第二批結(jié)晶。晶態(tài)物質(zhì)可以用溶劑溶解再次結(jié)晶精制。這種方法稱為重

結(jié)晶法。結(jié)晶經(jīng)重結(jié)晶后所得各部分母液，再經(jīng)處理又可分別得到第二批、第三批結(jié)晶。這種方法則稱為分步結(jié)晶法或分級結(jié)晶法。晶態(tài)物質(zhì)在一再結(jié)晶過程中， 結(jié)晶的析出總是越來越快，純度也越來越高。分步結(jié)晶法各部分所得結(jié)晶，其純 度往往有較大的差異，但?？色@得一種以上的結(jié)晶成分，在未加檢查前不要貿(mào)然混在一起。

7. 化合物的結(jié)晶都有一定的結(jié)晶形狀、色澤、熔點和熔距，可以作為鑒定的初步依據(jù)。這是非結(jié)晶物質(zhì)所沒有的物理性質(zhì)。化合物結(jié)晶的形狀和熔點往往 因所用溶劑不同而有差異。原托品堿在氯仿中形成棱往狀結(jié)晶，熔點 207℃；在 丙酮中則形成半球狀結(jié)晶，熔點 203℃；在氯仿和丙酮混合溶劑中則形成以上兩種晶形的結(jié)晶。所以文獻(xiàn)中常在化合物的晶形、熔點之后注明所用溶劑。一般單 體純化合物結(jié)晶的熔距較窄，有時要求在 0.5℃左右，如果熔距較長則表示化合物不純。

四、無水無氧條件下的單晶培養(yǎng)

1、溶劑的選擇與加入方法 在單晶的培養(yǎng)過程中，通常是用適量極性大的溶劑提取你的反應(yīng)物質(zhì)，然后再滴加少量的極性小的溶劑，放置結(jié)晶。這樣做的結(jié)果是結(jié)晶很慢，而且結(jié)晶的 收率不高。也可以采取背道而行的方法，先用極性小的溶劑提取。根據(jù)反應(yīng)物質(zhì) 量，加入適量的極性小的溶劑，不能全溶解，就加入適量的極性大的溶劑(注意：切不可多加)，如果此時還有少量沒有溶解，可以采取下面的方法。

A、你可以再加重復(fù)極性小的溶劑，再加極性大的溶劑，直到全溶解。

B、也可以微熱溶解（如果你的樣品是熱穩(wěn)定好的話）這樣的做法是非常易 結(jié)晶的。

C、微熱還有些沒溶解，就直接過濾。這樣也可以很快結(jié)晶，但是會損失些產(chǎn)物。

2、溫度的選擇 溶劑加入后就要選擇放那里結(jié)晶了。不能總認(rèn)為溫度越低越好，要想得到好的晶體，溫度的選擇很重要的！首先放在室溫（必須無外界震動）一兩天看看， 有無結(jié)晶，如有結(jié)晶說明室溫就能結(jié)出好晶體，無需放之低溫。如果室溫不結(jié)晶， 再放如0度。過兩天看看，再不行，－5度，－10度，－15度，－20度，－30度。如過你一開始放于低溫可能結(jié)晶很快但的不到好的晶體?？赡苁嵌嗑В皇菃尉?。長晶體過程千萬不能震動，有條件的單獨一間房間來結(jié)晶最好。低溫結(jié)出的晶體再送測試前要處理，不能那出來就去測。晶體拿出來到室溫，溫度升高晶體就可能融化了。首先去掉部分溶劑，只留少許即可。對水、氧氣敏 感的的用惰性氣體如 N2、Ar保護(hù)起來再轉(zhuǎn)移溶劑。轉(zhuǎn)移完再沖 N2下關(guān)閉裝晶體 的容器活塞，然后送去測試。

3、利用溶劑的揮發(fā) 無水無氧要求的金屬配合物這種情況的培養(yǎng)單晶要求有手套箱，在手套箱里（有這樣的條件），可以用Schlenk  瓶、小燒杯、以及核磁管來用作結(jié)晶的工具。容器的口部用封膜封好，然后上面用細(xì)針扎幾個小眼用來揮發(fā)溶劑。過幾天會發(fā) 現(xiàn)容器內(nèi)壁會生長出晶體來。容器的內(nèi)表面越光滑單晶性越好，否則晶體形狀不 好缺陷多就會給后面的收單晶衍射數(shù)據(jù)帶來麻煩，甚至?xí)斐蔁o法解析晶體結(jié)構(gòu)；要強(qiáng)調(diào)的是用 Schlenk及核磁管這兩種容器用來結(jié)晶是最好的。做無水無氧的人知道 Schlenk 是無水無氧操作的專用瓶。它有側(cè)活塞用來開 關(guān)瓶與外界的相通，所以操作方面很好。在獲得單晶后你要從手套箱里拿出來，如果你用別的容器，可能那些對空氣特別敏感的物質(zhì)就不能夠穩(wěn)定到你測量完晶 體結(jié)構(gòu)。同樣很小的核磁管也很好封的，而且它要的量很少，不浪費樣品。

4、利用極性小（溶解度小）的溶劑 反應(yīng)結(jié)束后，用極性大的溶劑提取后。再進(jìn)行濃縮恰好到有溶質(zhì)析出時為止（此時因減壓濃縮體系內(nèi)的溫度應(yīng)該低于外界）等到溫度升到室溫，拿到手套箱 內(nèi)，用針筒向上面的溶液面上輕輕的滴加幾滴極性小的（溶解度小的）溶劑。這 樣處理會很易得到很好的晶體。

總之，單晶的培養(yǎng)溶劑的選擇很重要，有些時候選擇的溶劑不同， 晶體的形狀會各不相同。甚至有些時候得到的晶體不是規(guī)則的，或是 細(xì)長的針狀的，所以溶劑的選擇很重要。一般做反應(yīng)時候用極性相對 大些的甲苯、乙醚、THF等。再結(jié)晶時候用極性小些正己烷、以及正己烷與甲苯的混合溶劑，或其它的混合溶劑。