
关于药物研发而言,单晶X射线衍射是确证分子结构、完全构型的“金门径”。
然则,药物合成进程常常存在诸多弗成控因素,偶然咱们会得到茁壮、呈液态的油状分子。这类分子很难进行单晶培养,常常导致分子结构无法确证,甚而接下来的研发职责堕入僵局。
#1哪些分子容易变成油状物?

在药物小分子合成与结构优化进程中,很多化合物王人容易以油状款式存在,这一表象在小分子药物中间体、结构复杂的自然居品以及脂质类化合物中尤为巨额。从结构上看,这类分子常常具有低分子量、高柔性、弱极性及对称性差的特色。隐微的分子间作用劲和极低的熔点,导致油状分子很难自觉克服热涌现进行有序摆设。再加上它们极易包裹溶剂、阻难分子进行精粹堆叠,因此,不管咱们若何穷尽传统的单晶培养技能——束缚调养溶剂配比、温度梯度或蒸发速度——也常常难以告捷一样其变成限定晶格。
#2 两大中枢本事,攻克油状分子难结晶困难
针对油状化合物这类传统门径难以结晶的情况,底下咱们将先容2种卓越规的,但能灵验惩办难结晶问题的单晶培养技能,不错有针对性地惩办油状分子无法培养单晶的本事困难。
晶体海绵法:无需长单晶,径直锁定分子结构

晶体海绵法是将提前结晶好的、具有均匀纳米孔谈的多孔材料(晶体海绵)放入策画小分子溶液中,待油状策画小分子扩散、有序 “入住” 到海绵的孔谈里,在孔谈的限域作用下完成限定摆设,就不错将载有样品的晶体径直进行X射线衍射分析,再扣撤退已知的海绵骨架结构,就能精确复原出策画分子的三维结构信息。[1]
哪些材料不错用作晶体海绵辅助结晶?

结晶海绵Znl2-tpt的合成 [5]
晶体海绵实质是具有均匀纳米孔谈的多孔结晶材料,比拟常见的是金属有机框架(MOF)材料,由金属离子与有机配体配位拼装而成,具备孔径均一、结构结识、比名义积大的特色。TPT-ZnI2、ZIF系列等均可看成晶体海绵用于油状分子的结构确证。此外,部分金属有机笼或超分子拼装体在具备规整孔谈、结构结识且能已矣单晶到单晶缓助时,也可看成晶体海绵使用。[2]
晶体海绵法本事上风:
无需对策画分子进行单晶培养
样品花消量低,裁汰研发本钱
适用于油状分子、微量药物分子、难结晶固体粉末
青云瑞晶案例共享:


在晶体海绵法的案例中,针对某分子量仅200的油状药物分子,咱们使用金属有机框架 TPT-ZnI₂看成“分子旅社”,让油状分子有序 “入住” 其纳米孔谈,全程无需单晶培养就告捷确证了该药物分子的结构。
2. 共晶剂添加法:找对 “结晶伴侣”,松驰长出高质地单晶
若是说晶体海绵法是给分子准备现成的屋子,环球体育共晶剂添加法即是给油状分子找一个会“列队”的好一又友,带着它统统变成限定的晶体。

共晶剂添加法是引入一种结构已知、易于结晶的“伴侣分子”看成共晶剂,让它和策画化合物通过分子间相互作用纠合。正本无序、无法结晶的油状分子,会随着共晶剂统统有序摆设,变成结识的共晶,长出合适检测要求的高质地单晶。[3]
在后续结构瓦解中,因为共晶剂的结构完全已知,咱们不错径直从衍射数据中将其精确分别、扣除,从而复原出策画分子的准确三维结构。
现在有哪些共晶剂已熟悉利用?

共晶的堆积摆设 [5]
共晶剂是一类结构已知、易于结晶且能与策画分子变因素子间相互作用的辅助分子,实质属于功能性小分子或类小分子材料。这类材料由有机基团或离子通过分子间作用劲(氢键、范德华力等)与策画分子纠合,具备结晶性能优异、结构可精确分别、适配性广的特色。常见的如TDA、苯甲酸、烟酰胺等,因适配性广、结晶限度高,已在多个药物研发名目中告捷利用。[4]
共晶剂添加法本事上风:
无需筛选合适的溶剂或结晶要求
施行周期较短,可快速取得限度
适用于油状分子、柔性分子
青云瑞晶案例共享:

针对某高柔性油状药物分子,咱们评估名目情况之后,选拔使用TDA看成共晶剂,通过共结晶作用将策画分子结识镶嵌晶格,告捷制备出高质地的共晶单晶。在后续结构瓦解中,咱们径直从衍射数据中将其灵验分别,通过扣除已知结构的TDA共晶剂,准确确证了该药物分子结构。


#3全场景本事掩盖,助力药物研发冲破结构瓶颈

青云瑞晶领有丰富的单晶培养教会,不仅掌持老例单晶培养技能,更具备晶体海绵法、共晶剂添加法、微量单晶培养等卓越规中枢本事。凭借多年在疑难样品结构确证界限的名目教会,咱们针对油状分子、高柔性分子、微量样品、难结晶粉末等种种毒手样品,王人不错提供定制化结构瓦解有策画。全面的单晶培养本事技能,大致全标的掩盖药物研发中的结构确证需求,提供专科的X射线衍射和MicroED结构瓦解行状,助力客户快速冲破结构确证瓶颈。
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★ 参考文件
[1]ZIGON N, DUPLAN V, WADA N, et al. Crystalline Sponge Method: X-ray Structure Analysis of Small Molecules by Post-Orientation within Porous Crystals—Principle and Proof-of-Concept Studies[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2021, 60(48):25204-25222. DOI:10.1002/anie.202106184.
[2]WANG X N, ZHAO Y M, KIRCHON A, et al. Regulating the Topologies of Zirconium–Organic Frameworks for a Crystal Sponge Applicable to Inorganic Matter[J]. Inorganic Chemistry, 2020, 59(17):11940-11944. DOI:10.1021/acs.inorgchem.0c02152.
[3]AAKERÖY C B, SCHULTZ A, SPITTLER S. Crystal engineering of pharmaceutical cocrystals: recent advances [J]. Chemical Society Reviews, 2021, 50 (2): 1383–1410. DOI:10.1039/D0CS01204A
[4]HOSONO N, KITAGAWA C, TANAKA D, et al. Absolute configuration of small molecules by cocrystallization with tetraaryladamantanes [J]. Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59 (31): 12976–12982. DOI:10.1002/anie.202004992
[5]SONG J G, YE W C, WANG Y环球体育, et al. Advanced crystallography for structure determination of natural products[J]. Natural Product Reports, 2025, 42: 429-442. DOI:10.1039/d4np00071d.
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