冠醚
立體結構像王冠的大環多醚
冠醚,是分子中含有多個—OCH2CH2—結構單元的大環多醚。常見的冠醚有15-冠-5、18-冠-6,冠醚的空穴結構對離子有選擇作用,在有機反應中可作催化劑。冠醚有一定的毒性,必須避免吸入其蒸氣或與皮膚接觸。
冠醚與試劑中正離子絡合,使該正離子可溶在有機溶劑中,而與它相對應的負離子也隨同進入有機溶劑內,冠醚不與負離子絡合,使遊離或裸露的負離子反應活性很高,能迅速反應。冠醚的這種性質在合成上極為有用,使許多在傳統條件下難以反應甚至不發生的反應能順利地進行。
時首次發現。之後美國化學家C.J.Cram和法國化學家J.M.Lehn從各個角度對冠醚進行了研究,J.M.Lehn首次合成了穴醚,為此,1987年C.J.Pedersen、C.J.Cram和J.M.Lehn共同獲得了諾貝爾化學獎。
以18—冠—6醚為例,18—冠—6醚為白色晶體,熔點36-40°C,沸點116℃(26.6Pa),可溶於水,有毒,因此必須避免吸入其蒸氣或與皮膚接觸。他對眼睛具有一定的刺激性如果接觸眼睛,立即使用大量清水沖洗並送醫診治。
1、與鹼金屬離子絡合
2、醚的性質
3、氫鍵與客體分子生成配合物
另外冠醚作為主體分子,它可以通過氫鍵與客體分子形成配合物,這種作用多發生在冠醚與銨離子之間。
冠醚最大的特點就是能與正離子,尤其是與鹼金屬離子絡合,並且隨環的大小不同而與不同的金屬離子絡合。
冠醚的這種性質在合成上極為有用,使許多在傳統條件下難以反應甚至不發生的反應能順利地進行。在此過程中,冠醚把試劑帶入有機溶劑中,稱為相轉移劑或相轉移催化劑,這樣發生的反應稱為相轉移催化反應。這類反應速率快、條件簡單、操作方便、產率高。
例如,安息香在水溶液中的縮合反應產率極低,如果在該水溶液中加入7%的冠醚,則可得到產率為78%的安息香;若上一反應在苯(或乙腈)中進行。如果加入18-冠-6,產率可高達95%。冠醚通常採用威廉森合成法製取,即用醇鹽與鹵代烷反應。
冠醚
反應生成。以18—冠(醚)—6為例其反應為二氯三亞乙基二醚與三甘醇羥發生反應形成冠醚。實質為:二氯三亞乙基二醚脫掉氯原子三甘醇羥基脫去氫原子形成大環化合物。反應如圖所示。