2024年4月25日发(作者：巧妙之)

第

49

卷第

7

期

2021

年

4

月

广州化工

Guangzhou

Chemical

Industry

Vol.

49

No.

7

Apr.

2021

白桦脂酸-乙醇

(

1

:

1)

的晶体结构及

Hirshfeld

Surface

分析

*

刘

颖

，

高松琳

，

彭亭涛

，

崔彩霞

，

褚光松

(山东第一医科大学(山东省医学科学院)

，山东泰安

271016)

摘

要

：

白桦脂酸是一种具有多种药理活性的五环三话类天然产物

，

已报道的其单晶体均为白桦脂酸-有机溶剂形式

。

本研

究通过溶剂挥发法制备了白桦脂酸-乙醇

(1

：

1)

单晶体

，

通过

X

射线衍射法获得了其单晶数据

，

用

Hirshfeld

surface

分析法对晶体

中分子间作用力进行了分析。

晶体结构分析结果为揭示其理化性质与成因等提供了基础科学数据

，

为该晶型的定性

、

定量分析及

制备工艺研究提了标准依据

，

为白桦脂酸多晶型的筛选及共晶的设计提供了数据参考

。

关键词

：白桦脂酸-乙醇；

晶体结构

；

Hirshfeld

surface

分析

中图分类号

：

R917

；

R931.6

文献标志码

：

A

文章编号

：

1001

-9677(2021)

07-0052-04

Hirshfeld

Surface

and

Structure

Analysis

of

Betulinic

Acid-Ethanol

(1

：

1)

Single

Crystal

*

LIU

Ying,

GAO

Song-lin

,

PENG

Ting-tao

,

CUI

Cai-xia

,

CHU

Guang-song

(

Shandong

First

Medical

University

&

Shandong

Academy

of

Medical

Sciences

,

Shandong

Tai'an

271016,

China)

Abstract

:

Betulinic

acid

is

a

naturally

occurring

pentacyclic

triterpenoid

with

various

pharmacological

activities.

All

of

the

reported

single

crystals

of

betulinic

acid

are

in

the

form

of

betulinic

acid-organic

solvents.

Betulinic

acid-ethanol

（

1

：

1

）

single

crystal

was

prepared

by

evaporation

method

,

its

single

crystal

data

was

obtained

by

X-ray

diffraction

,

and

the

molecular

interaction

in

the

crystal

were

analyzed

by

Hirshfeld

surface

analysis.

The

results

of

crystal

structure

analysis

provided

basic

scientific

data

for

revealing

the

physichemical

properties

and

the

mechanism

of

formation

of

the

crystal

,

standard

basis

for

the

qualitative

,

quantitative

and

preparation

study

of

this

crystal

form

,

data

reference

for

the

screening

of

polymorphs

and

the

design

of

cocrystals

of

Betulinic

acid.

Key

words

：

Betulinic

acid-ethanol

；

crystal

structure

；

Hirshfeld

surface

analysis

白桦脂酸

(Betulinic

acid)

为羽扇豆烷型五环三话类化合物

,

在植物界分布广泛

UF

。

药理学研究表明

，

白桦脂酸具有抗炎

、

抗癌

、

抗病毒等多方面的药理活性〜刃

，目前所报导的白桦脂

酸的单晶体均为含有机溶剂晶型血切

。

含有机溶剂晶型研究的

意义在于

：

①某些情况下有含机溶剂晶型可能为该化合物唯一

可用于单晶

X-

射线衍射分析的晶体形式

。

例如

，

和白桦脂酸

电子云密度清楚地揭示分子内

、

分子间的键能联系

，

它可以通

过形成

Hirshfeld

面以及指纹图谱来更直观地反应分子间的相互

作用

，

是研究晶体结构的可视化新方法

。目前

Hirshfeld

surface

分析已被广泛应用于药物多晶型

、

溶剂合物以及共晶的晶体结

构研究中

［

13

-

15

］

O

同属于五环三话类化合物的齐墩果酸(

CCDC

:

799580)

和熊果酸

(CCDC

；

1266561

；

1838656)

目前仅有其含乙醇溶剂的单晶结构

报道

。

②含有机溶剂晶型在药学上同样具有重要意义，

如可作

为中间态用于药物的纯化或新晶型的制备

，

某些情况下也可作

为药物的最终药用固体物质状态进入临床研究或市场等皿

］

。

在所报导的白桦脂酸含有机溶剂单晶体中，

含乙醇晶体中

的乙醇毒性小

、

价格低廉

、

易获得

，

从成药性和易制备性的角

度更具有研究价值

。

目前所报道的有关该晶型的研究侧重于多

手段综合表征

，

没有对单晶体信息进行详细阐述

。

本研究成功

制备了该单晶体并对其进行了全面综合分析

，

获得了更多的晶

体数据信息

，

为后续相关研究提供了理论支持

。

单晶分析是国际公认的确证固体物质晶体结构和晶型的绝

对、

权威技术

。

通过单晶结构分析

，

可以获得详细

、

准确的定

性定量信息以应用于药物多晶型或共晶的定性鉴别和定量分

1

实验

1.

1

仪器与试剂

单晶

X-

射线衍射仪

：

Agilent

Gemini

E,

配备

：

Eos

CCD

检

析

；

Hirshfeld

surface

分析法通过划分晶体空间产生光滑而又不

重叠的表面

，

来揭示邻近分子

、

原子间的相互作用力

，

并依据

*基金项目：

国家级大学生创新训练项目

(

20

⑻

0439024)

。

第一作者

：

刘颖

(1997-),

女

，

药物制剂专业学生

。

通讯作者

：

褚光松

(1984-),

男

，讲师，

研究方向

：

药物晶型

、

共晶与成盐

。

第

49

卷第

7

期

刘颖

，

等

：

白桦脂酸-乙醇

（

1

：

1

）

的晶体结构及

Hirshfeld

Surface

分析

53

测器

，

增强型

Mo

光源

，

四圆也

ppa

测角仪。

仪器的控制

、

数

据采集和处理采用

CrysAlis

pro

软件

。

白桦脂酸

（

购自山东德翰实验室设备有限公司

，

样品批号

：

20201221,

纯度

98%

）

o

1.2

实验方法

1.2.1

单晶培养

缓慢溶剂挥发法

，

称取原料药样品

30

mg,

40

T

加热并搅

拌条件下逐渐加入无水乙醇至样品刚好完全溶解

，

过滤

，

滤液

O1E

置于玻璃瓶中

，

室温环境下静置

。

1.2.2

单晶数据收集与结构解析

单晶数据收集采用铝靶照射

，

3

与

2B

扫描方式

，

最大

20

角为

59.

018%

在计算机上用直接法

（

Shelxs

）

解析晶体结构

，

从

E

图上获得

非氢原子位置

，使用最小二乘法（

Shelxl

）

修正结构参数和判别原

子种类

,

使用几何计算法和差值

Fourier

法获得全部氢原子位置

。

2

结果与讨论

2.1

单晶体与数据收集

按

1.2.1

所述方法配置的溶液

，

放置

7

天后得到无色透明

柱状晶体

，

利用该晶体进行单晶

X

射线衍射

，

收集独立衍射点

为

3632

个

，

可观察衍射点

3622

个

，

数据完整度为

100.

0%

o

2.2

单晶结构分析

本次实验（

钮靶收集

）

得到的单晶体与文献报导的含相同溶

剂晶体

（

铜靶收集

）

的晶体参数参数对比如表

1

所示

。

表

1

实验与文献报导的单晶体数据

Table

1

Experimental

and

reported

single

crystal

data

实验数据

文献数据

Hi]

empirical

formula

。

30

日

48

。

3

•

C2H5OH

。

30

日

48

。

3

・

C2H5OH

molecular

weight

(

Da)

502.

75

502.

75

crystal

size

(

mm

)

0.

25x0.

27x0.

70

0.

14x0.

20x0.

64

temperature

(

K)

293(2)

293(2)

crystal

system

orthorhombicorthorhombic

space

group

P2]2]2iP2]2]2]

a

(A)

7.

2870(6)

7.

276(4)

b(A)

12.3873(13)

12.413(3)

c

(A)

32.

462(3)

32.

529(7)

a(°)

9090

0

(°)

9090

7(°)

9090

Z

4

4

volume

(入

3)

2930.2(5)

2938.0(17)

calc,

density/

(

g

•

cm

-3

)

1.

140

1.

137

Radiation

type

MoKa

CuKa

goodness-of-fit

on

F2

1.055

1.046

Rint

0.

0769

0.

0533

final

R,

wR(

F2)

values

[I>2a(I)]

0.

0791,

0.

1249

0.0449,

0.

1205

final

R,

wR(F2)

values

(

all)

0.

1571,

0.

1510

0.

0503,

0.

1272

completeness

1.000

0.

978

图

1

分子结构图

Fig.

1

Molecular

structure

如图

1

单晶解析所得分子结构所示

：

白桦脂酸为五环三菇

类化合物

，

该化合物分子骨架由

4

个六元环

A

（

椅式

）

、

环

B

（

椅式

）

、

环

C

（

椅式

）、

环

D

（

椅式

）

、

1

个五元环

E

（

信封式

）

组

成

，

其中

A/B

环

、

B/C

环

、

C/D

环

、

D/E

环均为反式连接

。

图

2

晶胞堆积图

Fig.

2

Unit

cell

packing

diagram

由图

2

所示的晶胞堆积图可知

，

白桦脂酸-乙醇单晶体的

每一个晶胞由

4

分子白桦脂酸和

4

分子乙醇构成

。

本研究解析并获得了白桦脂酸-乙醇晶体的成键原子间的

键长

、

键角值及分子间氢键信息如表

2

〜表

4

所示

。

表

2

键长值

Table

2

Bond

lengths

Atom

Atom

Length/A

Atom

Atom

Length/A

0(1)

C(3)

1.438(5)

C(4)

C(5)

1.547(6)

O(1E)

C(1E)

1.421(7)

C(3)

C(2)

1.521(6)

0(2)

C(28)

1.200(5)

C(13)C(18)

1.527(5)

0(3)

C(28)

1.306(6)

C(13)

C(12)

1.527(5)

C(28)

C(17)

1.531(6)

C(9)

c

（

n

）

1.539(5)

C(14)

C(15)

1.557(5)

C(19)

C(20)

1.505(6)

C(14)C(27)

1.559(5)

C(19)C(18)

1.533(6)

C(14)

C(13)

1.562(5)

C(19)

C(21)

1.549(6)

C(14)

C(8)

1.587(5)

C(20)

C(29)

1.348(

刀

C(15)C(16)

1.538(6)

C(20)C(30)

1.441(6)

C(8)C(7)

1.535(5)

C(18)

C(17)

1.540(5)

C(8)

C(26)

1.553(5)

C(ll)

C(12)

1.516(6)

C(8)

C(9)

1.578(5)

C(6)

C(7)

1.526(6)

c

（

io

）

c

(

i)

1.535(5)

C(6)

C(5)

1.528(5)

C(10)C(25)

1.539(5)

C(16)C(17)

1.516(6)

C(10)

C(5)

1.549(5)

C(2)

C(l)

1.511(6)

C(10)

C(9)

1.569(5)

C(17)

C(22)

1.539(6)

C(4)

C(23)

1.528(5)

C(22)C(21)

1.517(6)

C(4)

C(3)

1.533(6)

C(1E)C(2E)

1.443(9)

C(4)

C(24)

1.541(5)

54

广州化工

2021

年

4

月

表

3

键角值

Table

3

Bond

angles

Atom

0(2)

0(2)

0(3)

Atom

C(28)

C(28)

C(28)

C(14)

C(14)

C(14)

C(14)

C(14)

C(14)

C(15)

Atom

Angle/

0

121.4(4)

122.9(4)

115.6(4)

106.5(3)

109.4(3)

110.5(3)

110.4(3)

110.9(3)

109.0(3)

114.8(4)

107.6(3)

109.8(3)

110.8(3)

110.8(3)

110.6(3)

107.2(3)

107.8(3)

107.5(3)

114.7(3)

108.2(3)

112.5(3)

105.8(3)

110.9(3)

108.1(4)

107.2(4)

114.4(3)

106.9(3)

109.1(3)

108.1(3)

112.1(3)

113.8(4)

115.2(3)

109.7(3)

Atom

C(12)

C(ll)

C(ll)

Atom

C(13)

Atom

Angle/

0

111.3(3)

114.7(3)

110.3(3)

117.6(3)

118.3(3)

109.5(3)

103.5(4)

120.5(5)

123.8(5)

115.6(4)

121.2(3)

112.3(3)

106.2(3)

111.6(3)

110.2(3)

110.9(3)

114.1(3)

110.5(3)

118.3(3)

112.4(3)

110.1(4)

114.4(3)

109.0(4)

117.0(3)

106.1(3)

108.2(3)

115.4(3)

101.2(3)

114.2(3)

106.0(4)

113.7(6)

107.9(4)

0(3)

C(17)

C(17)

C(27)

C(13)

C(13)

C(14)

C(10)

C(8)

C(9)

C(9)

C(9)

C(19)

C(19)

C(19)

C(20)

C(20)

C(20)

C(18)

C(18)

C(18)

C(ll)

C(15)

C(15)

C(27)

C(15)

C(27)

C(13)

C(16)

C(10)

C(20)

C(20)

C(18)

C(29)

C(29)

C(30)

C(13)

C(13)

C(19)

C(12)

c

⑻

C(18)

C(21)

C(21)

C(30)

C(19)

C(19)

C(19)

C(17)

C(17)

C(9)

C(5)

C(8)

c

⑻

C(8)

C(14)

C(26)

C(7)

C(7)

C(26)

C(8)

C(8)

C(8)

C(8)

C(8)

C(8)

C(9)

C(9)

C(14)

C(14)

C(14)

C(25)

C(7)

C(26)

C(7)

C(17)

C(6)

C(16)

C(9)

c

(

i)

c

(

i)

C(25)

C(15)

C(4)

c

（

io

）

C(10)

C(10)

C(10)

C(10)

C(10)

C(6)

C(6)

C(4)

c

（

n

）

c

(

i)

C(5)

C(5)

C(5)

C(12)

c

⑸

C(10)

C(10)

C(13)

C(3)

C(5)

C(9)

C(9)

C(9)

C(3)

C(24)

C(24)

c

(

i)

C(25)

C(2)

c

(

i)

C(17)

C(17)

C(17)

C(17)

C(17)

C(17)

C(5)

C(23)

C(23)

C(2)

C(16)

C(16)

C(28)

C(16)

C(28)

C(22)

C(10)

C(28)

C(22)

C(22)

C(18)

C(18)

C(18)

C(8)

C(4)

C(4)

C(4)

C(4)

C(4)

C(4)

C(3)

C(3)

C(3)

C(13)

C(13)

C(3)

C(23)

c

⑸

c

⑸

C(3)

C(24)

0(1)

0(1)

C(5)

C(2)

C(4)

C(4)

C(12)

C(14)

C(6)

C(21)

C(7)

C(22)

C(17)

C(2)

C(18)

C(18)

O(1E)

C(22)

C(1E)

C(21)

C(2E)

C(19)

离更长的作用

。

表

4

分子间氢键

Table

4

Intermolecular

hydrogen

bonds

.

A

O1E-H1E.

..

01

a

d

-

h

/A

H.

..

a

/A

d

.

..

a

/A

1.881

1.711

2.

673

2.

569

2.

771

D-H.

..

A/°

162.

30

0.

820

0.

865

01

E

171.03

173.

85

01

-Hl...

02

b

1,

y+1/2

,

-z+1/2]

0.812

1.963

注

：

D

=

Donor,

A

=

Acceptor,

a=

[-

x+2

,

y-1/2

,

-z+1/2]

,

b=

[-

x+

图

3

Hirshfeld

surfaces

分析图

Fig.

3

Hirshfeld

surfaces

map

2.

3

Hirshfeld

surface

分析

图

3

为白桦脂酸-乙醇晶体中白桦脂酸分子部分

，以归一

化的距离

d

nrom

为基准的

Hirshfeld

surface

分析图

，图中箭头所

指的环形区域表示分子间的氢键作用

，

其它区域表示比氢键距

图中

DI

、

D2

区域为白桦脂酸分子中的氧原子作为供体的

氢键作用

（

DI

：

02

；

D2

：

O3-H3.

..

01E

）

,

Al

、

A2

为白桦脂酸分子中的氧原子作为受体的氢键作用

（

Al

：

01E-

H1E.

..

01

；

A2

：

02

）

。

第

49

卷第

7

期

刘颖

，

等

：

白桦脂酸-乙醇

（

1

：

1

）

的晶体结构及

Hirshfeld

Surface

分析

55

图

4

分子间作用指纹图谱

Fig.

4

Fingerprint

plots

of

intermolecular

interaction

图

4

中

a,

b

分别为晶体中白桦脂酸分子和乙醇分子的分子

间作用力

2D

指纹图谱

，

指纹图谱中较强的突出代表具有较强

作用的分子间氢键

，

其中上方的突出

（

de

〉

di

）

代表氢键供体的

作用

，

下方的突出

（

de

）

代表氢键受体的作用。

由图

4

可知

，

晶体中白桦脂酸分子和乙醇分子中均既存在氢键供体又存在氢

键受体的原子

。

分别对晶体中白桦脂酸和乙醇分子的分子间作用力贡献值

的百分比分布进行分析

。

如图

5

所示

，

两个分子中均以

H.

..

H/H.

..

H

和

0...

H/H.

..

0

作用为主

。

H...H

■

0...0

a

匚

..C

图

5

分子间作用力贡献值百分比分布图

Fig.

5

Percentage

contributions

of

intermolecular

contacts

2.4

理论粉末衍射图谱计算

通过计算得到白桦脂酸-乙醇晶体的理论粉末

X

射线衍射

图谱如图

6

所示

。

图

6

计算粉末

X

射线衍射图谱

Fig.

6

Simulated

PXRD

pattern

3

结论

本实验所制备的白桦脂酸-乙醇

（

i

:

1

）

单晶体经钮靶测试

后的各项晶胞参数与文献报导的经铜靶测定的单晶体的参数相

同

，

说明本实验所制备的单晶体和文献报导的单晶体为同一晶

型

。

通过化白桦脂酸-乙醇晶体的单晶

x-

射线衍射分析及

Hirshfeld

surface

分析为揭示晶体的理化性质与多晶型的成因等

提供了基础科学数据

。

通过计算得到的该晶体的理论粉末

X

射

线衍射图谱

，

为晶型的定性

、

定量研究及大规模制备的工艺研

究提供了标准参照

。

另外

，

本研究所获得的数据对白桦脂酸的

多晶型筛选及共晶设计也具有参考价值

。

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its

acetyl

derivative

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,

and

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structure

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H

J,

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Crystal

structure

and

Hirshfeld

surface

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of

the

anhydrous

form

of

the

nucleoside

analogue

entecavir]

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Yang

D,

Gong

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Structural

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Computational

Study

of

4

New

Solvatomorphs

of

Betulin

:

A

Combined

X

-

Ray

,

Hirshfeld

Surface

,

and

Thermal

Analysis

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Stability

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a

New

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of

Berberine

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with

Fumaric

Acid

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Omega,

2020,5(14)

：

8283-8292.

2024年4月25日发(作者：巧妙之)

第

49

卷第

7

期

2021

年

4

月

广州化工

Guangzhou

Chemical

Industry

Vol.

49

No.

7

Apr.

2021

白桦脂酸-乙醇

(

1

:

1)

的晶体结构及

Hirshfeld

Surface

分析

*

刘

颖

，

高松琳

，

彭亭涛

，

崔彩霞

，

褚光松

(山东第一医科大学(山东省医学科学院)

，山东泰安

271016)

摘

要

：

白桦脂酸是一种具有多种药理活性的五环三话类天然产物

，

已报道的其单晶体均为白桦脂酸-有机溶剂形式

。

本研

究通过溶剂挥发法制备了白桦脂酸-乙醇

(1

：

1)

单晶体

，

通过

X

射线衍射法获得了其单晶数据

，

用

Hirshfeld

surface

分析法对晶体

中分子间作用力进行了分析。

晶体结构分析结果为揭示其理化性质与成因等提供了基础科学数据

，

为该晶型的定性

、

定量分析及

制备工艺研究提了标准依据

，

为白桦脂酸多晶型的筛选及共晶的设计提供了数据参考

。

关键词

：白桦脂酸-乙醇；

晶体结构

；

Hirshfeld

surface

分析

中图分类号

：

R917

；

R931.6

文献标志码

：

A

文章编号

：

1001

-9677(2021)

07-0052-04

Hirshfeld

Surface

and

Structure

Analysis

of

Betulinic

Acid-Ethanol

(1

：

1)

Single

Crystal

*

LIU

Ying,

GAO

Song-lin

,

PENG

Ting-tao

,

CUI

Cai-xia

,

CHU

Guang-song

(

Shandong

First

Medical

University

&

Shandong

Academy

of

Medical

Sciences

,

Shandong

Tai'an

271016,

China)

Abstract

:

Betulinic

acid

is

a

naturally

occurring

pentacyclic

triterpenoid

with

various

pharmacological

activities.

All

of

the

reported

single

crystals

of

betulinic

acid

are

in

the

form

of

betulinic

acid-organic

solvents.

Betulinic

acid-ethanol

（

1

：

1

）

single

crystal

was

prepared

by

evaporation

method

,

its

single

crystal

data

was

obtained

by

X-ray

diffraction

,

and

the

molecular

interaction

in

the

crystal

were

analyzed

by

Hirshfeld

surface

analysis.

The

results

of

crystal

structure

analysis

provided

basic

scientific

data

for

revealing

the

physichemical

properties

and

the

mechanism

of

formation

of

the

crystal

,

standard

basis

for

the

qualitative

,

quantitative

and

preparation

study

of

this

crystal

form

,

data

reference

for

the

screening

of

polymorphs

and

the

design

of

cocrystals

of

Betulinic

acid.

Key

words

：

Betulinic

acid-ethanol

；

crystal

structure

；

Hirshfeld

surface

analysis

白桦脂酸

(Betulinic

acid)

为羽扇豆烷型五环三话类化合物

,

在植物界分布广泛

UF

。

药理学研究表明

，

白桦脂酸具有抗炎

、

抗癌

、

抗病毒等多方面的药理活性〜刃

，目前所报导的白桦脂

酸的单晶体均为含有机溶剂晶型血切

。

含有机溶剂晶型研究的

意义在于

：

①某些情况下有含机溶剂晶型可能为该化合物唯一

可用于单晶

X-

射线衍射分析的晶体形式

。

例如

，

和白桦脂酸

电子云密度清楚地揭示分子内

、

分子间的键能联系

，

它可以通

过形成

Hirshfeld

面以及指纹图谱来更直观地反应分子间的相互

作用

，

是研究晶体结构的可视化新方法

。目前

Hirshfeld

surface

分析已被广泛应用于药物多晶型

、

溶剂合物以及共晶的晶体结

构研究中

［

13

-

15

］

O

同属于五环三话类化合物的齐墩果酸(

CCDC

:

799580)

和熊果酸

(CCDC

；

1266561

；

1838656)

目前仅有其含乙醇溶剂的单晶结构

报道

。

②含有机溶剂晶型在药学上同样具有重要意义，

如可作

为中间态用于药物的纯化或新晶型的制备

，

某些情况下也可作

为药物的最终药用固体物质状态进入临床研究或市场等皿

］

。

在所报导的白桦脂酸含有机溶剂单晶体中，

含乙醇晶体中

的乙醇毒性小

、

价格低廉

、

易获得

，

从成药性和易制备性的角

度更具有研究价值

。

目前所报道的有关该晶型的研究侧重于多

手段综合表征

，

没有对单晶体信息进行详细阐述

。

本研究成功

制备了该单晶体并对其进行了全面综合分析

，

获得了更多的晶

体数据信息

，

为后续相关研究提供了理论支持

。

单晶分析是国际公认的确证固体物质晶体结构和晶型的绝

对、

权威技术

。

通过单晶结构分析

，

可以获得详细

、

准确的定

性定量信息以应用于药物多晶型或共晶的定性鉴别和定量分

1

实验

1.

1

仪器与试剂

单晶

X-

射线衍射仪

：

Agilent

Gemini

E,

配备

：

Eos

CCD

检

析

；

Hirshfeld

surface

分析法通过划分晶体空间产生光滑而又不

重叠的表面

，

来揭示邻近分子

、

原子间的相互作用力

，

并依据

*基金项目：

国家级大学生创新训练项目

(

20

⑻

0439024)

。

第一作者

：

刘颖

(1997-),

女

，

药物制剂专业学生

。

通讯作者

：

褚光松

(1984-),

男

，讲师，

研究方向

：

药物晶型

、

共晶与成盐

。

第

49

卷第

7

期

刘颖

，

等

：

白桦脂酸-乙醇

（

1

：

1

）

的晶体结构及

Hirshfeld

Surface

分析

53

测器

，

增强型

Mo

光源

，

四圆也

ppa

测角仪。

仪器的控制

、

数

据采集和处理采用

CrysAlis

pro

软件

。

白桦脂酸

（

购自山东德翰实验室设备有限公司

，

样品批号

：

20201221,

纯度

98%

）

o

1.2

实验方法

1.2.1

单晶培养

缓慢溶剂挥发法

，

称取原料药样品

30

mg,

40

T

加热并搅

拌条件下逐渐加入无水乙醇至样品刚好完全溶解

，

过滤

，

滤液

O1E

置于玻璃瓶中

，

室温环境下静置

。

1.2.2

单晶数据收集与结构解析

单晶数据收集采用铝靶照射

，

3

与

2B

扫描方式

，

最大

20

角为

59.

018%

在计算机上用直接法

（

Shelxs

）

解析晶体结构

，

从

E

图上获得

非氢原子位置

，使用最小二乘法（

Shelxl

）

修正结构参数和判别原

子种类

,

使用几何计算法和差值

Fourier

法获得全部氢原子位置

。

2

结果与讨论

2.1

单晶体与数据收集

按

1.2.1

所述方法配置的溶液

，

放置

7

天后得到无色透明

柱状晶体

，

利用该晶体进行单晶

X

射线衍射

，

收集独立衍射点

为

3632

个

，

可观察衍射点

3622

个

，

数据完整度为

100.

0%

o

2.2

单晶结构分析

本次实验（

钮靶收集

）

得到的单晶体与文献报导的含相同溶

剂晶体

（

铜靶收集

）

的晶体参数参数对比如表

1

所示

。

表

1

实验与文献报导的单晶体数据

Table

1

Experimental

and

reported

single

crystal

data

实验数据

文献数据

Hi]

empirical

formula

。

30

日

48

。

3

•

C2H5OH

。

30

日

48

。

3

・

C2H5OH

molecular

weight

(

Da)

502.

75

502.

75

crystal

size

(

mm

)

0.

25x0.

27x0.

70

0.

14x0.

20x0.

64

temperature

(

K)

293(2)

293(2)

crystal

system

orthorhombicorthorhombic

space

group

P2]2]2iP2]2]2]

a

(A)

7.

2870(6)

7.

276(4)

b(A)

12.3873(13)

12.413(3)

c

(A)

32.

462(3)

32.

529(7)

a(°)

9090

0

(°)

9090

7(°)

9090

Z

4

4

volume

(入

3)

2930.2(5)

2938.0(17)

calc,

density/

(

g

•

cm

-3

)

1.

140

1.

137

Radiation

type

MoKa

CuKa

goodness-of-fit

on

F2

1.055

1.046

Rint

0.

0769

0.

0533

final

R,

wR(

F2)

values

[I>2a(I)]

0.

0791,

0.

1249

0.0449,

0.

1205

final

R,

wR(F2)

values

(

all)

0.

1571,

0.

1510

0.

0503,

0.

1272

completeness

1.000

0.

978

图

1

分子结构图

Fig.

1

Molecular

structure

如图

1

单晶解析所得分子结构所示

：

白桦脂酸为五环三菇

类化合物

，

该化合物分子骨架由

4

个六元环

A

（

椅式

）

、

环

B

（

椅式

）

、

环

C

（

椅式

）、

环

D

（

椅式

）

、

1

个五元环

E

（

信封式

）

组

成

，

其中

A/B

环

、

B/C

环

、

C/D

环

、

D/E

环均为反式连接

。

图

2

晶胞堆积图

Fig.

2

Unit

cell

packing

diagram

由图

2

所示的晶胞堆积图可知

，

白桦脂酸-乙醇单晶体的

每一个晶胞由

4

分子白桦脂酸和

4

分子乙醇构成

。

本研究解析并获得了白桦脂酸-乙醇晶体的成键原子间的

键长

、

键角值及分子间氢键信息如表

2

〜表

4

所示

。

表

2

键长值

Table

2

Bond

lengths

Atom

Atom

Length/A

Atom

Atom

Length/A

0(1)

C(3)

1.438(5)

C(4)

C(5)

1.547(6)

O(1E)

C(1E)

1.421(7)

C(3)

C(2)

1.521(6)

0(2)

C(28)

1.200(5)

C(13)C(18)

1.527(5)

0(3)

C(28)

1.306(6)

C(13)

C(12)

1.527(5)

C(28)

C(17)

1.531(6)

C(9)

c

（

n

）

1.539(5)

C(14)

C(15)

1.557(5)

C(19)

C(20)

1.505(6)

C(14)C(27)

1.559(5)

C(19)C(18)

1.533(6)

C(14)

C(13)

1.562(5)

C(19)

C(21)

1.549(6)

C(14)

C(8)

1.587(5)

C(20)

C(29)

1.348(

刀

C(15)C(16)

1.538(6)

C(20)C(30)

1.441(6)

C(8)C(7)

1.535(5)

C(18)

C(17)

1.540(5)

C(8)

C(26)

1.553(5)

C(ll)

C(12)

1.516(6)

C(8)

C(9)

1.578(5)

C(6)

C(7)

1.526(6)

c

（

io

）

c

(

i)

1.535(5)

C(6)

C(5)

1.528(5)

C(10)C(25)

1.539(5)

C(16)C(17)

1.516(6)

C(10)

C(5)

1.549(5)

C(2)

C(l)

1.511(6)

C(10)

C(9)

1.569(5)

C(17)

C(22)

1.539(6)

C(4)

C(23)

1.528(5)

C(22)C(21)

1.517(6)

C(4)

C(3)

1.533(6)

C(1E)C(2E)

1.443(9)

C(4)

C(24)

1.541(5)

54

广州化工

2021

年

4

月

表

3

键角值

Table

3

Bond

angles

Atom

0(2)

0(2)

0(3)

Atom

C(28)

C(28)

C(28)

C(14)

C(14)

C(14)

C(14)

C(14)

C(14)

C(15)

Atom

Angle/

0

121.4(4)

122.9(4)

115.6(4)

106.5(3)

109.4(3)

110.5(3)

110.4(3)

110.9(3)

109.0(3)

114.8(4)

107.6(3)

109.8(3)

110.8(3)

110.8(3)

110.6(3)

107.2(3)

107.8(3)

107.5(3)

114.7(3)

108.2(3)

112.5(3)

105.8(3)

110.9(3)

108.1(4)

107.2(4)

114.4(3)

106.9(3)

109.1(3)

108.1(3)

112.1(3)

113.8(4)

115.2(3)

109.7(3)

Atom

C(12)

C(ll)

C(ll)

Atom

C(13)

Atom

Angle/

0

111.3(3)

114.7(3)

110.3(3)

117.6(3)

118.3(3)

109.5(3)

103.5(4)

120.5(5)

123.8(5)

115.6(4)

121.2(3)

112.3(3)

106.2(3)

111.6(3)

110.2(3)

110.9(3)

114.1(3)

110.5(3)

118.3(3)

112.4(3)

110.1(4)

114.4(3)

109.0(4)

117.0(3)

106.1(3)

108.2(3)

115.4(3)

101.2(3)

114.2(3)

106.0(4)

113.7(6)

107.9(4)

0(3)

C(17)

C(17)

C(27)

C(13)

C(13)

C(14)

C(10)

C(8)

C(9)

C(9)

C(9)

C(19)

C(19)

C(19)

C(20)

C(20)

C(20)

C(18)

C(18)

C(18)

C(ll)

C(15)

C(15)

C(27)

C(15)

C(27)

C(13)

C(16)

C(10)

C(20)

C(20)

C(18)

C(29)

C(29)

C(30)

C(13)

C(13)

C(19)

C(12)

c

⑻

C(18)

C(21)

C(21)

C(30)

C(19)

C(19)

C(19)

C(17)

C(17)

C(9)

C(5)

C(8)

c

⑻

C(8)

C(14)

C(26)

C(7)

C(7)

C(26)

C(8)

C(8)

C(8)

C(8)

C(8)

C(8)

C(9)

C(9)

C(14)

C(14)

C(14)

C(25)

C(7)

C(26)

C(7)

C(17)

C(6)

C(16)

C(9)

c

(

i)

c

(

i)

C(25)

C(15)

C(4)

c

（

io

）

C(10)

C(10)

C(10)

C(10)

C(10)

C(6)

C(6)

C(4)

c

（

n

）

c

(

i)

C(5)

C(5)

C(5)

C(12)

c

⑸

C(10)

C(10)

C(13)

C(3)

C(5)

C(9)

C(9)

C(9)

C(3)

C(24)

C(24)

c

(

i)

C(25)

C(2)

c

(

i)

C(17)

C(17)

C(17)

C(17)

C(17)

C(17)

C(5)

C(23)

C(23)

C(2)

C(16)

C(16)

C(28)

C(16)

C(28)

C(22)

C(10)

C(28)

C(22)

C(22)

C(18)

C(18)

C(18)

C(8)

C(4)

C(4)

C(4)

C(4)

C(4)

C(4)

C(3)

C(3)

C(3)

C(13)

C(13)

C(3)

C(23)

c

⑸

c

⑸

C(3)

C(24)

0(1)

0(1)

C(5)

C(2)

C(4)

C(4)

C(12)

C(14)

C(6)

C(21)

C(7)

C(22)

C(17)

C(2)

C(18)

C(18)

O(1E)

C(22)

C(1E)

C(21)

C(2E)

C(19)

离更长的作用

。

表

4

分子间氢键

Table

4

Intermolecular

hydrogen

bonds

.

A

O1E-H1E.

..

01

a

d

-

h

/A

H.

..

a

/A

d

.

..

a

/A

1.881

1.711

2.

673

2.

569

2.

771

D-H.

..

A/°

162.

30

0.

820

0.

865

01

E

171.03

173.

85

01

-Hl...

02

b

1,

y+1/2

,

-z+1/2]

0.812

1.963

注

：

D

=

Donor,

A

=

Acceptor,

a=

[-

x+2

,

y-1/2

,

-z+1/2]

,

b=

[-

x+

图

3

Hirshfeld

surfaces

分析图

Fig.

3

Hirshfeld

surfaces

map

2.

3

Hirshfeld

surface

分析

图

3

为白桦脂酸-乙醇晶体中白桦脂酸分子部分

，以归一

化的距离

d

nrom

为基准的

Hirshfeld

surface

分析图

，图中箭头所

指的环形区域表示分子间的氢键作用

，

其它区域表示比氢键距

图中

DI

、

D2

区域为白桦脂酸分子中的氧原子作为供体的

氢键作用

（

DI

：

02

；

D2

：

O3-H3.

..

01E

）

,

Al

、

A2

为白桦脂酸分子中的氧原子作为受体的氢键作用

（

Al

：

01E-

H1E.

..

01

；

A2

：

02

）

。

第

49

卷第

7

期

刘颖

，

等

：

白桦脂酸-乙醇

（

1

：

1

）

的晶体结构及

Hirshfeld

Surface

分析

55

图

4

分子间作用指纹图谱

Fig.

4

Fingerprint

plots

of

intermolecular

interaction

图

4

中

a,

b

分别为晶体中白桦脂酸分子和乙醇分子的分子

间作用力

2D

指纹图谱

，

指纹图谱中较强的突出代表具有较强

作用的分子间氢键

，

其中上方的突出

（

de

〉

di

）

代表氢键供体的

作用

，

下方的突出

（

de

）

代表氢键受体的作用。

由图

4

可知

，

晶体中白桦脂酸分子和乙醇分子中均既存在氢键供体又存在氢

键受体的原子

。

分别对晶体中白桦脂酸和乙醇分子的分子间作用力贡献值

的百分比分布进行分析

。

如图

5

所示

，

两个分子中均以

H.

..

H/H.

..

H

和

0...

H/H.

..

0

作用为主

。

H...H

■

0...0

a

匚

..C

图

5

分子间作用力贡献值百分比分布图

Fig.

5

Percentage

contributions

of

intermolecular

contacts

2.4

理论粉末衍射图谱计算

通过计算得到白桦脂酸-乙醇晶体的理论粉末

X

射线衍射

图谱如图

6

所示

。

图

6

计算粉末

X

射线衍射图谱

Fig.

6

Simulated

PXRD

pattern

3

结论

本实验所制备的白桦脂酸-乙醇

（

i

:

1

）

单晶体经钮靶测试

后的各项晶胞参数与文献报导的经铜靶测定的单晶体的参数相

同

，

说明本实验所制备的单晶体和文献报导的单晶体为同一晶

型

。

通过化白桦脂酸-乙醇晶体的单晶

x-

射线衍射分析及

Hirshfeld

surface

分析为揭示晶体的理化性质与多晶型的成因等

提供了基础科学数据

。

通过计算得到的该晶体的理论粉末

X

射

线衍射图谱

，

为晶型的定性

、

定量研究及大规模制备的工艺研

究提供了标准参照

。

另外

，

本研究所获得的数据对白桦脂酸的

多晶型筛选及共晶设计也具有参考价值

。

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