Visualisasi ikatan hidrogen: Elektron dan nano-kristalografi NMR

Struktur kristal termasuk atom hidrogen kini boleh didapati daripada nano- kepada mikro-kristal 100 nm hingga 1 μm menggunakan pendekatan elektron dan nano-kristalografi NMR. Struktur kristal keseluruhan boleh ditentukan oleh pembelauan elektron (ED) yang merupakan salah satu mod pemerhatian mikroskop elektron penghantaran (TEM). Walau bagaimanapun, struktur berasaskan ED mempunyai beberapa masalah termasuk 1) atom hidrogen yang tidak kelihatan dan 2) salah peruntukkan atom karbon, nitrogen dan oksigen. Yang pertama membawa masalah penting untuk memahami rangkaian ikatan hidrogen dan yang terakhir menghasilkan konformasi molekul yang tidak jelas. Sebaliknya, NMR keadaan pepejal boleh memerhatikan secara langsung 1) hidrogen (¹H) dan 2) karbon (¹³C) dan nitrogen (¹⁴N, ¹⁵N). Di sini, kami menggabungkan ED dan NMR keadaan pepejal melalui pengiraan kuantum prinsip pertama dengan pendekatan kristalografi NMR untuk penyelesaian struktur kristal. Kaedah, elektron dan nano-kristalografi NMR, boleh digunakan untuk nano-ke mikro-kristal walaupun untuk sampel campuran. Pertama, kami telah menunjukkan penyelesaian struktur L-histidine, yang strukturnya sudah diketahui, sebagai bukti konsep. Kemudian, kami telah menyelesaikan struktur kristal cimetidine bentuk B, yang strukturnya tidak diketahui sebelum ini.
Elektron dan nano-kristalografi NMR boleh digunakan pada banyak sampel farmaseutikal termasuk formulasi farmaseutikal serta sistem, di mana hanya kristal bersaiz nano hingga mikro tersedia, termasuk PCP/MOF.

Rajah: Imej TEM cimetidine bentuk B dan struktur kristal diselesaikan oleh elektron dan nano-kristalografi NMR.
Bentuk cimetidine B ialah kristal berbentuk jarum (ditunjukkan dengan bulatan merah pada rajah kiri) dan selalunya gagal membentuk kristal tunggal yang besar untuk pembelauan sinar-X kristal tunggal. Di samping itu, pencemaran bentuk C sering diperhatikan, menghalang penyelesaian struktur oleh pembelauan sinar-X serbuk. Di sini, kami menyelesaikan struktur kristal cimetidine bentuk B untuk kali pertama.

Sila lihat fail PDF untuk mendapatkan maklumat tambahan.
Tetingkap lain terbuka apabila anda mengklik.

PDF 923KB