[发明专利]一种利用电子衍射确定手性有机晶体绝对结构的方法及其应用

说明书

本发明涉及一种利用电子衍射确定手性有机晶体绝对结构的方法及其应用，包括以下步骤：获取正带轴选区电子衍射图、偏离正带轴选区电子衍射图、软件模拟电子衍射图和动力学模拟电子衍射花样强度图；正带轴选区电子衍射图和偏离正带轴选区电子衍射图叠加，获得实验重构电子衍射图；比较软件模拟电子衍射图和实验重构电子衍射图，从而确定待测晶体的实验重构电子衍射图的绝对方向；提取正带轴选区电子衍射图中电子衍射点的积分强度，获得实验电子衍射花样强度图；分别比较动力学模拟电子衍射花样强度图和实验电子衍射花样强度图的匹配度，从而确定待测晶体分子的绝对构型。克服单张选区电子衍射的晶带轴方向不确定性难题。

技术领域

本发明涉及实验化学领域，具体涉及一种利用电子衍射确定手性有机晶体绝对结构的方法及其应用。

背景技术

手性在有机分子和有机材料中非常常见，且手性与物质的性质密切相关，特别是手性药物，对映异构体常常表现出完全不同的药理活性。通常，单晶X射线被用于直接表征手性有机分子的晶体结构和绝对构型，然而受仪器限制一般只能用于十微米以上的晶体。电子衍射是表征纳米晶体的有效手段，然而对于绝对结构的确定仍然是比较困难的。Lukas等人报道了通过电子衍射动力学精修来确定手性有机晶体绝对结构，然而，该方法收集数据时偏离正带轴，电子衍射的动力学效应被减弱。近期，通过共晶法结合冷冻电镜三维电子衍射晶体结构解析也被用来确定有机分子的绝对结构，但该方法需要目标分子与已知结构分子形成合适的共晶体。因此，提供一种判断有机纳米晶体的手性结构的方法是非常有必要的。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的问题，本发明提供了一种简易的利用选区电子衍射确认晶体手性的方法，无需生长共晶，直观的确认有机纳米晶体的手性结构，特别是针对晶体尺寸较小无法使用单晶X射线衍射解析结构的样品。

本发明提供一种利用电子衍射确定手性有机晶体绝对结构的方法，包括以下步骤：

(1)获取待测晶体的正带轴选区电子衍射图A、偏离正带轴选区电子衍射图B、软件模拟电子衍射图C和动力学模拟电子衍射花样强度图D1和D2；

(2)将步骤(1)中的正带轴选取电子衍射图A和偏离正带轴选取电子衍射图B叠加，获得实验重构电子衍射图E；

(3)比较步骤(1)所得的软件模拟电子衍射图C和步骤(2)所得的实验重构电子衍射图E，并旋转所述实验重构电子衍射图E的方向，使得实验重构电子衍射图E的方向与软件模拟电子衍射图C的方向一致，从而确定待测晶体的实验重构电子衍射图E的绝对方向；

(4)提取步骤(1)所述正带轴选取电子衍射图A中电子衍射点的积分强度，并将该强度信息录入步骤(2)所得的实验重构电子衍射图中E，获得实验电子衍射花样强度图F；

(5)分别比较步骤(1)所述动力学模拟电子衍射花样强度图D1和D2和步骤(4)所述实验电子衍射花样强度图F的匹配度，从而确定待测晶体的绝对构型。

优选地，步骤(1)中，正带轴选取电子衍射图A中包括零阶衍射点。

优选地，步骤(1)中，偏离正带轴选取电子衍射图B中包括零阶衍射点和一阶衍射点。

优选地，步骤(1)中，获取偏离正带轴选取电子衍射图A时，待测晶体旋转偏离正带轴的角度为0-5°。

优选地，步骤(1)中，获取动力学模拟电子衍射花样强度图D的方法为：晶体学软件JEMS中的Bloch-wave方法。

优选地，步骤(1)中，所述动力学模拟电子衍射花样强度图D1和D2为两种对映异构体的动力学模拟电子衍射花样强度图。

优选地，步骤(1)中，所述软件模拟电子衍射图C的工具为：晶体学软件JEMS。

优选地，步骤(4)中，所述获取积分强度的工具为：电子衍射花样处理软件EDprocess。