晶体成核发生在结晶初期,在多晶型及不同形式的盐、共晶、溶剂化合物的形成上起着至关重要的作用。研究成核前的分子自组装、分子构象及溶质的溶剂化状态对进一步了解成核过程具有重要理论和实际应用价值。本文以一种具备分子柔性的呋喃西林为模型化合物,系统研究了其不同晶型的制备及相互转化关系、热力学性质、转晶过程以及成核过程分子形态变化。在多晶型制备及转化关系的研究上,通过超声辅助溶剂介导转晶制备了呋喃西林α晶型,并研究了溶剂、温度和超声对产品质量的影响;通过溶析冷却耦合结晶制备了呋喃西林γ晶型,并研究了溶剂和温度对产品质量的影响。在此基础上,研究了不同晶型之间互相转化关系。在呋喃西林结晶热力学研究上,采用静态法使用紫外分光光度计测定了呋喃西林γ晶型在9种纯溶剂和2种二元混合溶剂中的溶解度数据;用改进的Apelblat方程和NRTL模型关联了呋喃西林γ晶型在纯溶剂中的实验溶解度数据,用λh方程和NRTL模型关联二元混合溶剂中的实验溶解度数据;计算了呋喃西林γ晶型在纯溶剂和二元混合溶剂中的混合热力学性质与溶解热力学性质。在呋喃西林转晶过程研究上,使用在线激光拉曼光谱仪监测了呋喃西林β晶型向呋喃西林γ晶型的溶剂介导转晶过程。通过测量呋喃西林两种晶型的溶解度,研究了不同溶剂中转晶过程的热力学推动力随温度的变化趋势;使用紫外分光光度计测定呋喃西林转晶过程中溶液浓度随时间的变化,并结合在线拉曼数据确定了该转晶过程的速率控制步骤;研究了溶剂、温度、固相负载量以及搅拌速率对呋喃西林转晶过程的影响。在成核过程分子形态变化研究上,通过冷却结晶制备了构象多晶型,检测了不同晶型饱和溶液及其稀释过程的拉曼图谱变化,结合晶体结构差异,研究了多晶型的溶解过程;使用核磁共振波谱检测呋喃西林饱和溶液的2D-NOESY谱及其稀释过程的1HNMR谱;通过量子化学计算确定了溶液中可能存在的构象及其能量;通过分子动力学模拟计算了径向分布函数。结合上述方法推导了溶液中含有的构象,分析了呋喃西林结晶成核过程的分子形态变化。