Визуализация водородных связей: электронная и ЯМР-нанокристаллография

Кристаллическая структура, включая атомы водорода, теперь доступна от нано- до микрокристаллов размером от 100 нм до 1 мкм с использованием подхода электронной и ЯМР-нанокристаллографии. Общая кристаллическая структура может быть определена с помощью электронной дифракции (ЭД), которая является одним из режимов наблюдения просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Однако структуры на основе ED имеют несколько проблем, включая 1) невидимые атомы водорода и 2) неправильное назначение атомов углерода, азота и кислорода. Первое создает серьезные проблемы для понимания сетей водородных связей, а второе приводит к неоднозначной молекулярной конформации. С другой стороны, твердотельный ЯМР может непосредственно наблюдать 1) водород (¹H) и 2) углерод (¹³С) и азот (¹⁴N, ¹⁵Н). Здесь мы объединяем ЭД и ЯМР твердого тела посредством квантовых вычислений первого принципа с подходом кристаллографии ЯМР для решения кристаллической структуры. Метод электронной и ЯМР-нанокристаллографии можно применять к нано- и микрокристаллам даже для смешанных образцов. Во-первых, мы продемонстрировали структурное решение L-гистидина, структура которого уже известна, в качестве доказательства концепции. Затем мы решили кристаллическую структуру циметидина формы B, структура которой ранее была неизвестна.
Электронная и ЯМР-нанокристаллография может быть применена ко многим фармацевтическим образцам, включая фармацевтические составы, а также к системам, в которых доступны кристаллы только от нано- до микроразмера, включая ПХФ/МОФ.

Рисунок: ПЭМ-изображение формы B циметидина и кристаллическая структура, решенная с помощью электронной и ЯМР-нанокристаллографии.
Форма B циметидина представляет собой кристаллы игольчатой ​​формы (обозначены красным кружком на левом рисунке) и часто не может образовывать большой монокристалл для рентгеновской дифракции монокристалла. Кроме того, часто наблюдается загрязнение формы С, затрудняющее структурное решение методом порошковой рентгенографии. Здесь мы впервые решили кристаллическую структуру циметидина формы B.

Дополнительную информацию см. в файле PDF.
Другое окно открывается при нажатии.

PDF 923KB