Crescimento de Cristais para Análise de Difração de Raios-X

Visão Geral

Fonte: Laboratório do Dr. Jimmy Franco - Merrimack College

A cristalografia de raios-X é um método comumente usado para determinar o arranjo espacial dos átomos em um sólido cristalino, que permite a determinação da forma tridimensional de uma molécula ou complexo. Determinar a estrutura tridimensional de um composto é de particular importância, uma vez que a estrutura e a função de um composto estão intimamente relacionadas. Informações sobre a estrutura de um composto são frequentemente usadas para explicar seu comportamento ou reatividade. Esta é uma das técnicas mais úteis para resolver a estrutura tridimensional de um composto ou complexo, e em alguns casos pode ser o único método viável para determinar a estrutura. O crescimento de cristais de qualidade de raios-X é o componente chave da cristalografia de raios-X. O tamanho e a qualidade do cristal são muitas vezes altamente dependentes da composição do composto que está sendo examinado pela cristalografia de raios-X. Tipicamente compostos contendo átomos mais pesados produzem um maior padrão de difração, exigindo cristais menores. Geralmente, cristais únicos com rostos bem definidos são ótimos, e tipicamente para compostos orgânicos, os cristais precisam ser maiores do que aqueles que contêm átomos pesados. Sem cristais viáveis, a cristalografia de raios-X não é viável. Algumas moléculas são inerentemente mais cristalinas do que outras, assim a dificuldade de obter cristais de qualidade de raios-X pode variar entre os compostos. O crescimento de cristais de raios-X é semelhante ao processo de recristalização que é comumente usado para purificar compostos, mas com ênfase na produção de cristais de maior qualidade. Muitas vezes, cristais de maior qualidade podem ser obtidos permitindo que o processo de cristalização prossiga lentamente, o que pode ocorrer ao longo do dia ou meses.

Procedimento

1. Preparação do tubo de cristal e filtro

  1. Coloque um tubo de RMN em um frasco de Erlenmeyer.
  2. Prepare um filtro de pipeta.
    1. Construa o filtro colocando um pedaço de lenço sem fiapos (1 por 1 a 1 polegada)na pipeta e use uma haste para encaixar firmemente a limpeza na porção de gargalo da pipeta(Figura 1).
    2. Faça dois filtros de pipeta para cada tubo de cristal necessário.

2. Adicionando a amostra ao tubo de cristal

    Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Resultados

A técnica de difusão líquido-líquido foi utilizada para criar cristais de qualidade de raios-X de tetrafenilaporfirina. Usando diclorometano como solvente e metanol como anti-solvente, os líquidos foram autorizados a difundir lentamente ao longo de uma semana sem serem perturbados. Cristais grandes, bem definidos e escuros roxo-avermelhados formados na interface dos dois solventes(Figura 3). O crescimento dos cristais pode ser observado visualmente. Os cristais cresc...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Aplicação e Resumo

Cristais de qualidade de raios-X podem ser cultivados por difusão líquido-líquido. A difusão lenta do sistema de solventes binários permite a criação de cristais adequados para difração de raios-X. Este método permite que a rede de cristal se forme lentamente, muitas vezes levando a cristais maiores e mais bem definidos. O uso de tubos de RMN facilita a difusão lenta dos solventes, permitindo um crescimento ideal de cristal. Esse processo pode levar de alguns dias a vários meses. Muitas vezes durante o proces...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Referências
  1. Gilman, J. J., The art and science of growing crystals. Wiley: (1963).
  2. Orvig, C., A simple method to perform a liquid diffusion crystallization. Journal of Chemical Education 62 (1), 84 (1985).
  3. Brown, C. S.; Lee, M. S.; Leung, D. W.; Wang, T.; Xu, W.; Luthra, P. et. al. In silico derived small molecules bind the filovirus VP35 protein and inhibit its polymerase co-factor activity. Journal of molecular biology426 (10), 2045-2058 (2014)
  4. Batt, S. M.; Jabeen, T.; Bhowruth, V.; Quill, L.; Lund, P. A.; Eggeling et. al. Structural basis of inhibition of Mycobacterium tuberculosis DprE1 by benzothiazinone inhibitors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,109 (28), 11354-9 (2012)
  5. Mortensen, D. S.; Perrin-Ninkovic, S. M.; Shevlin, G.; Elsner, J.; Zhao, J.; Whitefield et al. Optimization of a Series of Triazole Containing Mammalian Target of Rapamycin (mTOR) Kinase Inhibitors and the Discovery of CC-115. Journal of Medicinal Chemistry 58 (14), 5599-5608 (2015)
  6. Nguyen, T.; Sutton, A. D.; Brynda, M.; Fettinger, J. C.; Long, G. J.; Power, P. P., Synthesis of a Stable Compound with Fivefold Bonding Between Two Chromium(I) Centers. Science310 (5749), 844-847 (2005).
  7. Chen, K.; Nenzel, M. M.; Brown, T. M.; Catalano, V. J., Luminescent Mechanochromism in a Gold(I)-Copper(I) N-Heterocyclic Carbene Complex. Inorganic Chemistry 54 (14), 6900-6909.(2015).
  8. Franco, J. U.; Hammons, J. C.; Rios, D.; Olmstead, M. M., New Tetraazaannulene Hosts for Fullerenes. Inorganic Chemistry49 (11), 5120-5125 (2010).
Tags
Growing CrystalsX ray Diffraction AnalysisCrystal QualityStructural DeterminationCrystallographyX ray CrystallographyCrystal FormationSlow Growth MethodsCrystal CharacteristicsCrystal Growth ProcedureApplications In ChemistryElectron ScatteringDiffraction Pattern

Pular para...

0:00

Overview

1:23

Principles of Growth for X-ray Crystallography

3:04

Sample Preparation

3:57

Liquid-Liquid Diffusion

4:57

Crystal Selection and Results

5:49

Applications

7:34

Summary

Vídeos desta coleção:

article

Now Playing

Crescimento de Cristais para Análise de Difração de Raios-X

Organic Chemistry

32.1K Visualizações

article

Introdução à Catálise

Organic Chemistry

33.8K Visualizações

article

Montagem de um sistema de refluxo para reações químicas aquecidas

Organic Chemistry

162.2K Visualizações

article

Condução de reações abaixo da temperatura ambiente

Organic Chemistry

69.9K Visualizações

article

Transferência de Solventes usando Linhas Schlenk

Organic Chemistry

41.3K Visualizações

article

Desgaseificação de Líquidos com Ciclagem de Congelamento-Bombeamento-Descongelamento

Organic Chemistry

55.6K Visualizações

article

Preparação de Reagentes e Equipamentos Anidros

Organic Chemistry

78.3K Visualizações

article

Purificação de Compostos por Recristalização

Organic Chemistry

696.3K Visualizações

article

Separação de Misturas por Precipitação

Organic Chemistry

155.8K Visualizações

article

Extração sólido-líquido

Organic Chemistry

235.2K Visualizações

article

Evaporação rotativa para remover solvente

Organic Chemistry

210.5K Visualizações

article

Destilação Fracionária

Organic Chemistry

327.9K Visualizações

article

Realização de Cromatografia de Camada Fina 1D

Organic Chemistry

286.3K Visualizações

article

Cromatografia em coluna

Organic Chemistry

355.4K Visualizações

article

Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR)

Organic Chemistry

245.1K Visualizações

JoVE Logo

Privacidade

Termos de uso

Políticas

Pesquisa

Educação

SOBRE A JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos os direitos reservados