冠醚

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两种常见的冠醚

冠醚 crown ether  

目录

简介

冠醚又称“大环醚”是对发现的一类含有多个氧原子的大环化合物。又称大环醚。常见的冠醚有15-冠-5、18-冠-六,冠醚的空穴结构对离子有选择作用,在有机反应中可作催化剂。冠醚有一定的毒性,必须避免吸入其蒸气或与皮肤接触。  

历史

20世纪60年代,美国杜邦公司的C.J.Pedersen在研究烯烃聚合催化剂时首次发现。之后美国化学家C.J.Cram和法国化学家J.M.Lehn从个角度对冠醚进行了研究,J.M.Lehn首次合成了穴醚。为此,1987年C.J.Pedersen、C.J.Cram和J.M.Lehn共同获得了诺贝尔化学奖。  

命名方法

冠醚有其独特的命名方式,命名时把环上所含原子的总数标注在“冠”字之前,把其中所含氧原子数标注在名称之后,如15-冠(醚)-5、18-冠(醚)-6、二环已烷并-18-冠(醚)-6。  

性质与用途

冠醚最大的特点就是能与正离子,尤其是与碱金属离子络合,并且随环的大小不同而与不同的金属离子络合。

例如,12-冠-4与锂离子络合而不与钠、钾离子络合;18-冠-6不仅与钾离子络合,还可与重氮盐络合,但不与锂或钠离子络合。

冠醚的这种性质在合成上极为有用,使许多在传统条件下难以反应甚至不发生的反应能顺利地进行。冠醚与试剂中正离子络合,使该正离子可溶在有机溶剂中,而与它相对应的负离子也随同进入有机溶剂内,冠醚不与负离子络合,使游离或裸露的负离子反应活性很高,能迅速反应。在此过程中,冠醚把试剂带入有机溶剂中,称为相转移剂或相转移催化剂,这样发生的反应称为相转移催化反应。这类反应速率快、条件简单、操作方便、产率高。

例如,安息香在水溶液中的缩合反应产率极低,如果在该水溶液中加入7%的冠醚,则可得到产率为78%的安息香;若上一反应在苯(或乙腈)中进行。如果加入18-冠-6,产率可高达95%。冠醚通常采用威廉森合成法制取,即用醇盐与卤代烷反应:  

制取方法

冠醚通常采用威廉逊合成法制取,即用醇盐(常为甘油)与卤代烷反应生成。

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