Effects of solvent, supersaturation ratio and silica template on morphology and polymorph evolution of vanillin during swift cooling crystallization (Open Access)
Jinbo Ouyang（欧阳金波）*, Xiaohong Xing, Jian Chen, Limin Zhou, Zhirong Liu, Jerry Y.Y. Heng
Keywords: Vanillin; Supersaturation ratio; Nucleation; Polymorph; Template
DOI: 10.1016/j.partic.2021.09.003
近日，欧阳金波教授课题组在PARTICUOLOGY上发表了一篇关于香草醛的研究论文，文章详细介绍了香草醛在一系列过饱和度下，不同溶剂、硅基模板存在时的成核过程，并通过一系列测试手段对香草醛晶型进行了鉴定，比较了在无模板和有模板的溶液中所获得的成核晶型、诱导时间和形貌的差异。
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文章概述
本文研究了香草醛在不同溶剂中冷却结晶过程，利用PXRD、DSC、FTIR以及偏光显微镜对香草醛结晶晶型进行了鉴定，结果表明，香草醛分子和溶剂分子之间不同的相互作用方式导致了成核晶型的改变。通过探究过饱和度和硅基模板对香草醛晶型变化的影响，发现在水溶液中，高过饱和比(S > 7.0)会诱导液液相分离的发生，过饱和比（S = 7.0）会促进纤维状亚稳晶型Ⅱ的成核，低过饱和比(S = 3.2~4.0)溶液中只有棒状稳定晶型Ⅰ的形成，而在4种有机溶剂中，无论过饱和度高低，只有片状稳定晶型Ⅰ的成核。
亮点导读
※ 香兰素分子与溶剂分子之间不同的相互作用导致最终成核多晶型的变化，在水中，高过饱和度下有利于亚稳晶型的成核，而在其它溶剂中很难制备亚稳晶型。
※ 对于水溶液体系，当过饱和度超过亚稳晶型临界过饱和度时，会诱导液液相分离的发生，晶体无法成核生长。
※ 二氧化硅纳米模板没有改变香草醛的多晶型成核规律，但是通过影响成核动力学对多晶型成核诱导期以及晶体形貌尺寸有较大影响。
内容简介
香草醛是从香草豆中提取的一种有机化合物，它具有浓郁的香味，广泛应用于化妆品、烟草、糕点、糖果和烘焙食品等行业。此外，香草醛对药物的化学中间体和其它精细化学品有巨大的潜力。香草醛的质量和性能取决于其晶型和纯度。据报道，香草醛有四种不同的晶型，单斜晶型Ⅰ最稳定，可以在正常结晶条件下结晶，而正交晶型Ⅱ是亚稳的。香草醛的其它两种晶型是高度不稳定的，它们的结晶过程还没有被完全了解。目前，对于稳定晶型Ⅰ的结晶研究已经做了大量的工作，但晶型Ⅰ和晶型Ⅱ在溶剂、过饱和和模板作用下的成核行为尚未详细报道。
欧阳金波教授课题组研究了香草醛在一系列过饱和度下，不同溶剂、硅基模板存在时的成核过程。常温下，在水、乙醇、异丙醇和乙酸乙酯溶剂（过饱和比范围内3.2~4.0)中，进行了香草醛静态结晶实验，分析了不同溶剂对结晶过程的影响。同时将SiO2、SiO2-NH2和SiO2-COOH模板引入溶液中，采用PXRD、DSC、FTIR和偏光显微镜对香草醛晶型进行了鉴定，比较了在无模板和有模板的溶液中所获得的成核晶型、诱导时间和形貌的差异。
通讯作者
欧阳金波，博士，东华理工大学副教授，硕士生导师，江西省学科学术与技术带头人培养计划青年人才入选者，“聚合物先进材料与加工”江西省优势科技创新团队核心成员，英国帝国理工大学访问学者（2019.10-2020.10）。主要研究方向为化工分离、药物结晶。曾先后主持国家自然科学基金项目3项，江西省自然科学基金项目3项，江西省教育厅科技项目2项、江西省高等学校教学改革研究课题1项；以第一或通讯作者发表SCI收录学术论文四十余篇，授权国家发明专利3件。
供稿：原文作者
编辑：《颗粒学报》编辑部