不同于粉末XRD在藥物研發(fā)后期和生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，單晶X射線衍射技術(shù)則在藥物研發(fā)的早中期發(fā)揮著重要的用途。單晶X射線分析技術(shù)可以獲得被測樣品分子的準(zhǔn)確立體結(jié)構(gòu)（構(gòu)型，構(gòu)象），特別是單獨完成全未知化合物分子三維結(jié)構(gòu)的確定（相對構(gòu)型與構(gòu)型），獲得成鍵原子的鍵長，鍵角以及二面角，分子平面性質(zhì)等。同時也是確定手性的藥物分子構(gòu)型，分子立體結(jié)構(gòu)中的差向異構(gòu)體對的分析技術(shù)。此外，在晶型固體化學(xué)藥物研究中，單晶X射線分析技術(shù)不但能夠提供同質(zhì)異晶（相同物質(zhì)不同晶型）樣品的分子排列規(guī)律，同時可以給出樣品中結(jié)晶水與各種溶劑的定量數(shù)值，并能闡明造成固體化學(xué)藥物形成多晶型的原因，為尋找高效低毒的晶型固體化學(xué)藥物，為人們安全用藥提供可靠的技術(shù)保障。 

天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)鑒定 

從天然產(chǎn)物中尋找藥物先導(dǎo)化合物是我國藥物研究總的一條重要途徑，通常從中草藥中提取分析只能得到微量的有效化學(xué)成分。由于單晶X射線衍射結(jié)果分析只需要一顆適合衍射實驗的單晶（樣品量小于1mg），即可以完成化合物分子立體結(jié)構(gòu)的測定，且在分析過程對分子沒有任何破壞，晶體溶解后仍可以進(jìn)行其它方面的測試，所以衍射分析技術(shù)在微量成分的結(jié)構(gòu)研究中具有特殊的優(yōu)勢。天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)一般較為復(fù)雜，有大量的sp3雜化的橋頭碳原子和手性中心。核磁在鑒定這些化合物結(jié)構(gòu)的過程中，經(jīng)常遇到一些局限，例如無法區(qū)分雜化的結(jié)構(gòu)，存在一定概率的解譜錯誤。單晶X射線衍射分析方法是直接通過電子云“看"到分子結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)比其它方法要精確的多。在藥物結(jié)構(gòu)分析中，單晶X射線衍射分析方法所具有的單獨性。目前在全球范圍內(nèi)，對于新骨架類型化合物在應(yīng)用四譜方法確定后方法 一般必須通過單晶X射線衍射分析方法確證化合物結(jié)構(gòu)正確性。 

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