Криптанд - Cryptand
Криптанды представляют собой семейство синтетических бициклических и полициклических полнодентатных лигандов для различных катионов. Нобелевская премия по химии в 1987 году была дана Donald J. Кр , Жан-Мари Лен и Чарльз Дж Pedersen за их усилия в обнаружении и определение использования криптандов и краун - эфирах , при этом запуске Теперь цветущих области супрамолекулярной химии . Термин криптанд означает, что этот лиганд связывает субстраты в склепе , погребая гостя, как в захоронении. Эти молекулы являются трехмерными аналогами краун-эфиров, но являются более селективными и сильными в качестве комплексов для ионов-гостей. Полученные комплексы липофильны.
Состав
Наиболее распространенным и наиболее важным криптандом является N [CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 ] 3 N; Систематическое название этого соединения по ИЮПАК - 1,10-диаза-4,7,13,16,21,24-гексаоксабицикло [8.8.8] гексакозан. Это соединение называется [2.2.2] криптандом , где числа указывают количество атомов кислорода простого эфира (и, следовательно, сайтов связывания) в каждом из трех мостиков между азотными крышками амина. Многие криптанды коммерчески доступны под торговой маркой Kryptofix. Полностью аминные криптанды проявляют особенно высокое сродство к катионам щелочных металлов, что позволило выделить соли K - .
Характеристики
Катионное связывание
Трехмерная внутренняя полость криптанда обеспечивает место связывания - или хозяина - для «гостевых» ионов . Комплекс между катионным гостем и криптандом называется криптатом. Криптанды образуют комплексы со многими «твердыми катионами», включая NH+
4, лантаноиды , щелочные и щелочноземельные металлы . В отличие от краун-эфиров, криптанды связывают гостевые ионы с помощью доноров азота и кислорода . Этот режим трехмерной инкапсуляции обеспечивает некоторую избирательность по размеру, позволяя различать катионы щелочных металлов (например, Na + по сравнению с K + ). Некоторые криптанды светятся.
Связывание анионов
Криптанды на основе полиаминов могут быть преобразованы в полиаммониевые клетки, которые проявляют высокое сродство к анионам.
Лаборатория использует
Криптанды не имеют коммерческого применения, но являются реагентами для синтеза неорганических и металлоорганических солей. Хотя криптанды дороже и сложнее в приготовлении, чем краун-эфиры , они сильнее связывают щелочные металлы. Они особенно используются для выделения солей высокоосновных анионов. Они превращают сольватированные катионы щелочных металлов в липофильные катионы, тем самым обеспечивая растворимость в органических растворителях образующихся солей.
Ссылаясь на достижения , которые были признаны в учебниках, криптанда включены синтез alkalides и электридов . Например, добавление 2,2,2-криптанда к раствору натрия в аммиаке дает соль [Na (2,2,2-крипта)] + e - , выделенную сине-черным парамагнитным твердым веществом. Криптанды также использовались при кристаллизации ионов Zintl, таких как Sn4-
9.
Хотя это редко бывает практично, криптанды могут служить катализаторами межфазного переноса путем переноса ионов.
Смотрите также
Рекомендации
Общее чтение
- ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) " cryptand ". DOI : 10,1351 / goldbook.C01426
- Ли, JD (1991). Краткая неорганическая химия (4-е изд.). Нью-Йорк: Чепмен и Холл. стр. 306–308 и 353. ISBN 0-412-40290-4.
- Краковяк, KE; Брэдшоу, Дж. С.; An, H.-Y .; Изатт, RM (1993). «Простые методы приготовления криптанд» . Pure Appl. Chem. 65 (3): 511–514. DOI : 10,1351 / pac199365030511 .