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晶體數(shù)據(jù)質(zhì)量取決于服務(wù)目的

2023-10-18 14:09 作者:DJ_Tokyo  | 我要投稿

為他人提供單晶結(jié)構(gòu)解析幫助已有數(shù)載,期間令人較為無奈的一點就是一個非常無厘頭的要求:

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晶體數(shù)據(jù)要沒有AB級警報。

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這個觀點也不知道怎么流傳開來的,甚至很多期刊編輯和審稿人將其當作標準。然而,這個觀點本身就經(jīng)不起推敲。人無完人,事無完事,科學(xué)沒有絕對。所以稍一琢磨,就應(yīng)該知道:有AB級警報不代表結(jié)構(gòu)是錯的,數(shù)據(jù)是有問題,而沒有AB級警報的數(shù)據(jù)也不一定是正確的,沒問題的。

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例如PLAT308,如圖1所示,有很多文獻報道“單鍵合(配位)金屬原子/離子”,后被證明其實是鹵素。所以如果結(jié)構(gòu)解析過程中出現(xiàn)游離的金屬原子/離子,則需要認真考慮該原子類型是否定錯了。當然,這并不是說這個就一定是對的,也許隨著科學(xué)的發(fā)展,能夠合成得到“單鍵合(配位)金屬原子/離子”晶體結(jié)構(gòu)。

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▲圖1 PLAT308釋義


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說到底,晶體數(shù)據(jù)是服務(wù)于科研目的的,所以依據(jù)不同的科研目的,對晶體數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求也是不同的。這受到多方面因素的影響,如期刊對晶體數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求,編輯、審稿人、導(dǎo)師等。

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案例1ACS Catal.?2023,?13, 13577–13587. (CCDC 2264469 and 2264470)

該論文中晶體數(shù)據(jù)僅作為輔助表征手段,晶體數(shù)據(jù)僅用于表明產(chǎn)物結(jié)構(gòu)正確,對晶體數(shù)據(jù)所能提供的鍵長鍵角,一些相互作用等信息不感興趣,因此對晶體數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求就不高,因此在論文正文以及支撐信息中僅提了該產(chǎn)物用晶體數(shù)據(jù)做了表征,并提供了晶體數(shù)據(jù)的CCDC號,如圖2–3所示。

▲圖2 案例1正文對晶體數(shù)據(jù)的描述


▲圖3 案例1支撐信息對晶體數(shù)據(jù)的描述


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這兩個晶體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖4–5所示,第二個數(shù)據(jù)甚至B(OH)3中有個O都沒有加氫(圖5紅色將頭所指)。

▲圖3 CCDC 2264469晶體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)


▲圖4 CCDC 2264470晶體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)


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當然,大家可能更關(guān)心其checkCIF驗證報告,如圖5–6所示。

▲圖5 CCDC 2264469晶體數(shù)據(jù)checkCIF驗證報告(僅展示AB級警報)


▲圖6 CCDC 2264469晶體數(shù)據(jù)checkCIF驗證報告(僅展示AB級警報)


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案例2J. Am. Chem. Soc.?2020,?142, 15246–15251.?(CCDC 1959113)

長烷基鏈很容易產(chǎn)生無序,因其自由度高,而這樣的無序就造成晶體的衍射能力弱,即便是在100?K的低溫下測試,烷基鏈依然有非常嚴重的無序,而剛性芳香骨架則為有序的,如圖7所示,其信噪比I/σ(I)僅為3.5,而Rint、R1wR2均非常高。

▲圖7 CCDC 1959113晶體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)


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這樣的數(shù)據(jù)必然有不少AB級警報,如圖8所示,但這并不影響該化合物的性能表征,甚至該數(shù)據(jù)還能用于分析其分子間π-核相互作用,如圖9所示。

▲圖8 CCDC 1959113晶體數(shù)據(jù)checkCIF驗證報告(僅展示AB級警報)


▲圖9 CCDC 1959113晶體數(shù)據(jù)中的分子間π-核相互作用


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案例3Inorg. Chem.?2020,?59, 14152–14161. (CCDC 1943685)

該結(jié)構(gòu)為金屬氫化物,結(jié)構(gòu)如圖10所示。

▲圖10 CCDC 1943685晶體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)


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這種金屬氫化物類型結(jié)構(gòu)的晶體數(shù)據(jù)很可能會存在PLAT305的警報,如圖11所示。

▲圖11 PLAT305警報


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這是因為氫原子處于非鍵合位置,而checkCIF系統(tǒng)目前還未把上述結(jié)構(gòu)類似的金屬-氫鍵(M–H鍵)納入成為標準,所以該類型結(jié)構(gòu)的晶體數(shù)據(jù)可能會存在該警報。

▲圖12 PLAT305警報釋義


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當然,也有不引起PLAT305警報的金屬氫化物(Inorg. Chem.?2019,?58, 39?42. CCDC 1862864)如圖13所示。

▲圖13 CCDC 1862864晶體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)


▲圖14 CCDC 1862864結(jié)構(gòu)驗證報告


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案例4Inorg. Chem.?2019,?58, 39?42. (CCDC 1862863)

該結(jié)構(gòu)中有一個橋聯(lián)兩個金屬的羥基,如圖15所示。

▲圖15 CCDC 1862863晶體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)


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該羥基周圍沒有合適的氫鍵受體,因此會有PLAT420警報,如圖16所示,這是很正常的,也是完全可以接受的,雖然說理論上所有的活潑氫都應(yīng)該有氫鍵受體,但實際情況往往與理想有差距,這也是科學(xué)實踐中的正?,F(xiàn)象,接受并給出說明或解釋即可。

▲圖16 PLAT420警報


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圖17所示,一般來說氫鍵供體都應(yīng)該有對應(yīng)的氫鍵受體,但這是理想情況,而實際情況往往比較復(fù)雜,也總會有例外(科學(xué)中最不缺的就是例外?。栽诖_定模型正確的情況下,出現(xiàn)PLAT420警報也不必驚慌,只要有合理解釋即可。

▲圖17 PLAT420釋義


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發(fā)表的時候,能夠提供高分辨率的高質(zhì)量晶體數(shù)據(jù)固然是好的,但是也要結(jié)合實際情況,實事求是。有些化合物就是很難得到高質(zhì)量晶體,對于這樣的樣品,想要拿到高質(zhì)量晶體數(shù)據(jù)屬實是強人所難了。

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checkCIF報告有這么一段聲明,如圖18所示,該聲明大意為“本報告僅供參考。如果作為出版審查程序的一部分,它不應(yīng)該取代經(jīng)驗豐富的晶體學(xué)裁判的專業(yè)知識?!?,然而絕大多數(shù)科研工作者,甚至是編輯、審稿人等都忽略這個聲明,而是直接看有沒有AB級警報,這顯然違背了checkCIF報告的初衷。

▲圖18 checkCIF報告頂部的聲明



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