크립탄드

Cryptand
[2.2.2]칼륨 양이온(보라색)을 압착하고 캡슐화하는 구조. 결정체 상태에서 X선 회절(X-ray diffraction)으로 획득.[1]
[2.2.2]크립탄드

크립탄드는 다양한 양이온을 위한 합성자전거와 다회순환 다중접합 리간드 계열이다.[2] 1987년 노벨 화학상은 암호와 크라운 에테르를 발견하고 결정하는데 노력한 공로로 도날드 J. 크램, 장 마리 렌, 찰스 J. 페더슨에게 주어졌고, 이로써 현재 번창하고 있는 초분자 화학 분야를 출범시켰다.[3] '암호'라는 용어는 이 리간드가 지하실에서 기판을 묶고, 매장 때처럼 손님과 교배한다는 것을 암시한다. 이 분자들은 크라운 에테르와 3차원 유사하지만 게스트 이온의 콤플렉스로서 더 선택적이고 강하다. 그 결과 발생하는 복합체는 지방질이다.[4]

구조

가장 일반적이고 중요한 암호는 N[ChchochchchCH222222]3N이며, 이 화합물의 체계적 IUPAC 이름은 1,10-diaza-4,7,13,16,21,24-헥사옥사비시클로[8.8.8]헥사코산이다. 이 화합물은 [2.2.2]크립탄드로 불리며, 여기서 숫자는 아민 질소 캡 사이의 각 3개 교량의 에테르 산소 원자(따라서 결합 부위)의 수를 나타낸다. 많은 암호들이 트레이드네임 Kryptofix로 상업적으로 이용 가능하다.[5] 올아민 암호는 특히 알칼리 금속 양이온에 높은 친화력을 보이며, 이로− 인해 K의 염분이 격리되었다.[6]

특성.

양이온 바인딩

암호장의 3차원 내부 공동은 "게스트" 이온을 위한 결합 장소 또는 숙주를 제공한다. 양이온 손님과 암호문 사이의 콤플렉스를 암호문이라고 한다. 크립탄드는 NH+
4, 란타노이드, 알칼리 금속, 알칼리성 흙 금속을 포함한 "하드 cation"이 많은 복합체를 형성한다. 크라운 에테르와는 대조적으로, 암호는 질소와 산소 기증자 모두를 사용하여 게스트 이온을 결합한다. 이 3차원 캡슐화 모드는 알칼리 금속 계량(예: Na+ vs. K+). 일부 암호는 발광한다.[7]

음이온 결합

폴리아민 기반 암호는 음이온에 대한 친화력이 높은 폴리아모니움 우리로 변환될 수 있다. [8]

실험실 용도

크립탄드는 상업적 용도를 향유하지 않지만 무기염과 유기염의 합성을 위한 시약이다. 크라운 에테르보다 더 비싸고 준비하기 어렵지만, 암호는 알칼리 금속을 더 강하게 묶는다.[9] 그것들은 특히 매우 기본적인 음이온의 염분을 분리하는데 사용된다.[10] 그들은 용해된 알칼리 금속 양이온을 지방질 양이온으로 변환하여 유기 용매의 용해성을 결과 염분에 부여한다.

암호화는 교과서에서 인정받은 성과를 참고해 알칼리드와 전기의 합성을 가능케 했다. 예를 들어 암모니아에서 나트륨 용액에 2,2,2-크립탄을 첨가하면 파란색-검은색 파라마그네틱 고체를 격리시킨 [Na(2,2,2-크립트)]+e의− 소금이 공급된다.[11][12] 크립탄드는4−
9 Sn과 같은 진틀 이온의 결정화에도 사용되었다.[13]

실용성은 거의 없지만, 암호는 이온을 전달함으로써 위상 전달 촉매의 역할을 할 수 있다.[14]

참고 항목

참조

  1. ^ Alberto, R.; Ortner, K.; Wheatley, N.; Schibli, R.; Schubiger, A. P. (2001). "Synthesis and properties of boranocarbonate: a convenient in situ CO source for the aqueous preparation of [99mTc(OH2)3(CO)3]+". J. Am. Chem. Soc. 121 (13): 3135–3136. doi:10.1021/ja003932b. PMID 11457025.
  2. ^ Von Zelewsky, A. (1995). Stereochemistry of Coordination Compounds. Chichester: John Wiley. ISBN 0-471-95057-2.
  3. ^ Lehn, J. M. (1995). Supramolecular Chemistry: Concepts and Perspectives. Weinheim: VCH.
  4. ^ MacGillivray, Leonard R.; Atwood, Jerry L. (1999). "Structural Classification and General Principles for the Design of Spherical Molecular Hosts". Angewandte Chemie International Edition. 38 (8): 1018–1033. doi:10.1002/(SICI)1521-3773(19990419)38:8<1018::AID-ANIE1018>3.0.CO;2-G. PMID 25138490.
  5. ^ 23978-09-8
  6. ^ Kim, J.; Ichimura, A. S.; Huang, R. H.; Redko, M.; Phillips, R. C.; Jackson, J. E.; Dye, J. L. (1999). "Crystalline Salts of Na− and K− (Alkalides) that Are Stable at Room Temperature". J. Am. Chem. Soc. 121 (45): 10666–10667. doi:10.1021/ja992667v.
  7. ^ Valeur, B. (2000). "Design principles of fluorescent molecular sensors for cation recognition". Coordination Chemistry Reviews. 205: 3–40. doi:10.1016/S0010-8545(00)00246-0.
  8. ^ Beer, Paul D.; Gale, Philip A. (2001). "Anion Recognition and Sensing: The State of the Art and Future Perspectives". Angewandte Chemie International Edition. 40 (3): 486–516. doi:10.1002/1521-3773(20010202)40:3<486::AID-ANIE486>3.0.CO;2-P. PMID 11180358.
  9. ^ Danil de Namor, Angela; Ghousseini, Lily; Lee, Walter (1985). "Stability constants and free energies of complexation of metal-ion cryptates in nitromethane. Derived parameters for the extraction of cations by cryptand 222 from water to pure nitromethane". Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 1: Physical Chemistry in Condensed Phases. 81 (10): 2495–2502. doi:10.1039/F19858102495.
  10. ^ Dietrich, B. (1996). "Cryptands". In Gokel, G. W. (ed.). Comprehensive Supramolecular Chemistry. Vol. 1. Oxford: Elsevier. pp. 153–211. ISBN 0-08-040610-6.
  11. ^ Dye, J. L. (2003). "Electrons as Anions". Science. 301 (5633): 607–608. doi:10.1126/science.1088103. PMID 12893933. S2CID 93768664.
  12. ^ Holleman, A.F.; Wiberg, E. "In 유기화학" 학술언론: 샌디에이고, 2001. ISBN 0-12-352651-5
  13. ^ Edwards, Paul A.; Corbett, John D. (1977). "Stable Homopolyatomic Anions. Synthesis and Crystal Structures of Salts Containing the Pentaplumbide(2-) and Pentastannide(2-) Anions". Inorganic Chemistry. 16 (4): 903–907. doi:10.1021/ic50170a036.
  14. ^ Landini, D.; Maia, A.; Montanari, F.; Tundo, P. (1979). "Lipophilic [2.2.2]cryptands as phase-transfer catalysts. Activation and Nucleophilicity of Anions in Aqueous-Organic Thirteen-Phase Systems and in Organic Solvents of Low Polarity". J. Am. Chem. Soc. 101 (10): 2526–2530. doi:10.1021/ja00504a004.

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