冠醚-摩熵化学

冠醚

冠醚是一种在70年代后新发展起来的具有特殊络合性能的化合物，因其结构形似皇冠而得名“王冠化合物”。这类大环聚醚分子由[CH2CH2Y]n单位构成（其中Y为O、N、S或P等杂原子），且n>2。由于其立体形状类似王冠，因此得名。狭义上的冠醚特指Y为O的大环聚醚，如18-冠-6和二环己基-18-冠-6。

习惯上命名冠醚的顺序是：非环取代基、环中原子数、类名(冠)及环中杂原子数。例如，二苯并-18-冠-6就是一种这样的命名方式。饱和冠醚通常是无色黏稠液体或低熔点固体；含芳环的冠醚则为无色结晶体。这类化合物在室温下不易溶于水、醇和常用有机溶剂，但可以溶解于二氯甲烷、氯仿、吡啶及甲酸中。相比之下，含有环己基的冠醚具有更大的溶解度，能更易溶于水、醇和芳烃，并且也能溶解于石油醚。

冠醚一般表现出良好的热稳定性，在高温或熔融条件下其醚键容易被氧化。此外，其分子中的芳环可以发生溴代、硝化、酯化及臭氧化等反应，还能与甲醛缩聚形成高聚物。冠醚可与正离子形成窝穴物络合物，从而使得许多盐类能够溶解在非极性有机溶剂中，并使一些难以进行的化学反应得以实现。冠醚的选择性和催化活性与其亲脂性的强弱密切相关：亲脂性越强，催化作用越大。

冠醚与正离子形成的窝穴物稳定性取决于聚醚环及正离子的相对大小；这种络合物通过静电作用力形成，因此稳定常数通常较小，可通过加水、稀酸或加热分解等方法解络。这使得冠醚的应用十分便捷。制备冠醚时，一般采用威廉姆森(Williamson)醚合成法，为防止链状聚合，还可以采取高度稀释法和分步缩合法。

目前应用最广泛的三个冠醚是18-冠-6、二苯并-18-冠-6及二环己基-18-冠-6。这些化合物的一个重要特性就是能够与金属正离子形成络合物，在有机合成中用作相转移催化剂。

相关化合物

中文名称	英文名称	CAS号	化学式
1,4,7-三甲基-1,4,7-三氮杂环壬烷	N,N',N''-trimethyl-1,4,7-triazacyclononane	96556-05-7	C₉H₂₁N₃
1,4,7-三氮杂环壬烷	1,4,7-triazacyclononane	4730-54-5	C₆H₁₅N₃
1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸	1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid	60239-18-1	C₁₆H₂₈N₄O₈
1,4,7,10,13,16-六氮杂环十八烷六盐酸盐	1,4,7,10,13,16-Hexaazacyclooctadecane Hexahydrochloride	58105-91-2	C12H36Cl6N6
1,4,7,10,13,16-六氮杂环十八烷	1,4,7,10,13,16-Hexaazacyclooctadecane	296-35-5	C₁₂H₃₀N₆
1,3-二丙氧基冠醚	25,27-bis(2-propyloxy)calix<4>arene-crown-6	161282-96-8	C₄₄H₅₄O₈
(苯并-18-冠-6)-4′-基胺	4-aminobenzo-18-crown-6	68941-06-0	C₁₆H₂₅NO₆
(+)-(18-冠醚-6)-2,3,11,12-四甲酸	(2R,3R,11R,12R)-(+)-18-crown-6-2,3,11,12-tetracarbonic acid	61696-54-6	C₁₆H₂₄O₁₄
——	1,3,6,9,12,15,18,21-Octaoxacyclotetracosane	33089-37-1	C₁₆H₃₂O₈
——	cis-syn-cis dicyclohexano-24-crown-8	17455-23-1	C₂₄H₄₄O₈
——	cyclohexyl-15-crown-5	17454-48-7	C₁₄H₂₆O₅
——	1,4,7,10,13,16-hexaazacyclooctadecane hexahydrochloride	58105-91-2	C₁₂H₃₆N₆*6Cl
——	1,4,7-triazacyclononane trihydrochloride	58966-93-1	C₆H₁₈N₃*3Cl
——	2,3,5,6,8,9,11,12-Octahydro-1,4,7,10,13-benzopentaoxacyclopentadecine-15-carboxylate	56683-55-7	C15H19O7-
——	(S)-1,4,7,10-Tetraoxacyclododecane-2-methanol	75507-26-5	C₉H₁₈O₅
——	1,4,7,10-tetraazacyclododecane tetrahydrochloride	10045-25-7	C₈H₂₄N₄*4Cl