[发明专利]水合结晶多核金属配合物、包括客体化合物分析物的水合结晶多核金属配合物、及其在测定客体化合物分析物的分子结构的方法中的用途

说明书

本发明涉及水合结晶多核金属配合物。本发明的这些水合结晶金属配合物可吸收分析物客体化合物以形成晶体结构分析样品。可以使用由水合结晶多核金属配合物获得的晶体结构分析样品通过X射线晶体学来确定分析物客体化合物的分子结构。

技术领域

本发明涉及结晶多核金属配合物，特别是那些包含客体化合物分析物的结晶多核金属配合物。此类结晶多核配合物可用于晶体结构分析方法以确定结晶多核金属配合物中存在的客体化合物分析物的分子结构。本发明还涉及此类结晶多核配合物在通过晶体结构分析确定客体化合物分析物的分子结构的方法中的用途。

背景技术

X射线单晶结构分析作为确定有机化合物的分子结构的方法是已知的。当可以制备高质量的单晶时，可以使用X射线单晶结构分析准确地确定有机化合物的分子结构。

然而，当有机化合物的量非常少，并且不可能获得足够量的单晶时，难以采用X射线单晶结构分析来确定有机化合物的分子结构。当待确定其分子结构的有机化合物在室温左右为液体时(即，当有机化合物的熔点等于或低于室温时)难以制备单晶。这种困难例如可能是由于该化合物在室温下不能形成晶体。此外，困难可能只是极难获得足够量的合适纯度的化合物分析物。使用多孔的结晶多核配合物作为框架以有序的方式支承化合物分析物。

使用可以有序地结合客体化合物分析物的结晶多核金属配合物使得即使在难以获得足够量的分析物单晶的情况下也能够使用X射线单晶结构分析。这种确定分析物化合物分子结构的方法称为结晶海绵法(crystalline sponge method)。这种新兴的X射线晶体学技术使获得微克级非结晶(或难以结晶)化合物的晶体结构成为可能，而无需结晶。在例如WO 2014/038220和WO2016/143872和在例如Y.Inokuma et al.,Nature 2013,495,461–466(Corrigendum:Nature 2013,501)和M.Hoshino,et al.,IUCrJ,2016,3,139–151中描述了使用结晶多核金属配合物或结晶海绵来促进小分子的结构阐明。该方法使用多孔结晶多核金属配合物，例如[(ZnX₂)₃·(tpt)₂]_n(其中X＝Cl或I；并且tpt＝2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪)作为一种结晶海绵，其可以吸收小到中等大小的有机分子，将它们均匀地定向在这些海绵的孔中，并使得它们通过常规单晶X射线晶体学可被观察到。

为了制备包裹客体化合物分析物的结晶多核金属配合物，首先在用于结晶多核金属配合物结晶的合适溶剂中制备结晶多核金属配合物。获得的结晶多核金属配合物可以立即用于后续步骤以引入客体化合物分析物，或者可以储存以备后用。结晶多核金属配合物的储存通常在合适的储存溶剂中。

尽管这些使用结晶多核金属配合物的方法在某些条件下取得了成功，但结晶多核金属配合物的质量通常不足以用来准确测定客体化合物分析物的分子结构。

目前，应用最广泛的结晶海绵材料是基于氯化物的结晶多核金属配合物[(ZnX₂)₃·(tpt)₂]_n。然而，这种材料的单晶对微量水非常敏感，微量水无处不在，例如以环境湿度的形式存在，或以少量存在于有机溶剂中。在与结晶多核金属配合物接触后，这些水分子迅速结合到海绵材料中，导致局部晶体结构的快速变化。由于没有水的小室和含水的小室不匹配，这些变化会导致高水平的内应力。这些不匹配反过来会导致裂纹的形成，丧失单晶度或完全破坏晶体，从而使这种结晶多核金属配合物无法用于结晶海绵X射线晶体学技术。

因此，当使用这些结晶多核金属配合物时，结晶海绵X射线晶体学技术需要严格使用新制备的材料或在严格控制的干燥条件下(例如干燥保护气氛)储存先前制备的结晶材料，以及使用干燥溶剂和分析物。这些要求使结晶海绵X射线晶体学技术的使用复杂化，并可能限制其使用。

发明内容