Криптанд - Cryptand

Структура крипты [2.2.2], инкапсулирующая катион калия (фиолетовый). В кристаллическом состоянии, полученном с помощью дифракции рентгеновских лучей.
[2.2.2] Криптанд

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