Kryptand

Struktura krystalické formy [2.2.2]kryptandu, v němž je zachycen draselný kation (fialově)[1]
[2.2.2]kryptand

Kryptandy jsou umělé bicyklické a polycyklické polydentátní ligandy, které mohou tvořit komplexy s mnoha různými kationty.[2]

V roce 1987 získali Donald J. Cram, Jean-Marie Lehn a Charles J. Pedersen za objev kryptandů a jejich využití Nobelovu cenu za chemii.[3][4]

Kryptandy jsou trojrozměrnými analogy crown etherů, vyznačují se však vyšší selektivitou i tvorbou silnějších komplexů. Tyto komplexy jsou lipofilní.[5]

Struktura

Nejčastěji používaným kryptandem je N[CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2]3N (systematický název je 1,10-diaza-4,7,13,16,21,24-hexaoxabicyklo[8.8.8]hexakosan). Tato sloučenina bývá nazývána [2.2.2]kryptand, čísla označují počet etherových kyslíkových (tedy vazebných) míst na každém ze tří můstků spojujících aminové dusíky. Kryptandy založené na aminech mají vysokou afinitu ke kationtům alkalických kovů, což umožňuje izolaci solí alkalidových aniontů (například K−).[6]

Vlastnosti

Navázání kationtů

Trojrozměrné dutiny v molekulách kryptandů umožňují zachytávání kationtů. Komplex kationtu a kryptandu se nazývá kryptát. Kryptandy vytvářejí komplexy s mnoha „tvrdými“ kationty, jako jsou amonný kation (NH +
4 ) a kationty lanthanoidů, alkalických kovů a kovů alkalických zemin. Na rozdíl od crown etherů na sebe kryptandy vážou ionty skrze atomy dusíku i kyslíku. Vznik takovýchto komplexů vykazuje určitou selektivitu, což umožňuje od sebe oddělit jednotlivé ionty (například Na+ a K+). Některé kryptandy se vyznačují luminiscencí.[7]

Navázání aniontů

Polyaminové kryptandy lze přeměnit na polyamoniové klece s vysokou afinitou vůči aniontům.[8]

Použití

Kryptandy jsou dražší a obtížněji se připravují, ale nabízejí mnohem lepší selektivitu a sílu vazby než ostatní činidla komplexující alkalické kovy.[9]

Mohou na sebe vázat soli, které jsou jinak v organických rozpouštědlech nerozpustné. Také mohou být použity jako katalyzátory fázového přenosu k přenosu iontů z jedné fáze do jiné.[10]

Kryptandy umožňují přípravu alkalidů a elektridů a lze je rovněž použít při krystalizaci Zintlových iontů, například Sn 4−
9 .

Odkazy

Externí odkazy

  • Logo Wikimedia Commons Obrázky, zvuky či videa k tématu Kryptand na Wikimedia Commons
  • The IUPAC Compendium of Chemical Terminology: The Gold Book. Příprava vydání Victor Gold. 4. vyd. Research Triangle Park, NC: International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) Dostupné online. DOI 10.1351/goldbook.c01426. (anglicky) 
  • LEE, J.D. Concise Inorganic Chemistry. 4th. vyd. New York: Chapman & Hall, 1991. ISBN 0-412-40290-4. S. 306–308 & 353. (anglicky) 
  • KRAKOWIAK, K. E.; BRADSHAW, J. S.; AN, H.-Y.; IZATT, R. M. Simple methods for the preparation of cryptands. Pure Appl. Chem.. 1993, s. 511–514. DOI 10.1351/pac199365030511. (anglicky) 

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Cryptand na anglické Wikipedii.

  1. ↑ R. Alberto; K. Ortner; N. Wheatley; R. Schibli; A. P. Schubiger. Synthesis and properties of boranocarbonate: a convenient in situ CO source for the aqueous preparation of [99mTc(OH2)3(CO)3]+. Journal of the American Chemical Society. 2001, s. 3135–3136. DOI 10.1021/ja003932b. PMID 11457025. 
  2. ↑ A. Von Zelewsky. Stereochemistry of Coordination Compounds. Chichester: John Wiley, 1995. Dostupné online. ISBN 0-471-95057-2. 
  3. ↑ The Nobel Prize in Chemistry 1987. NobelPrize.org [online]. [cit. 2023-12-02]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. ↑ J. M. Lehn. Supramolecular Chemistry: Concepts and Perspectives. Weinheim: VCH, 1995. 
  5. ↑ Leonard R. MacGillivray; Jerry L. Atwood. Structural Classification and General Principles for the Design of Spherical Molecular Hosts. Angewandte Chemie International Edition. 1999, s. 1018–1033. DOI 10.1002/(SICI)1521-3773(19990419)38:8<1018::AID-ANIE1018>3.0.CO;2-G. PMID 25138490. 
  6. ↑ J. Kim; A. S. Ichimura; R. H. Huang; M. Redko; R. C. Phillips; J. E. Jackson; J. L. Dye. Crystalline Salts of Na− and K− (Alkalides) that Are Stable at Room Temperature. Journal of the American Chemical Society. 1999, s. 10666–10667. DOI 10.1021/ja992667v. 
  7. ↑ B. Valeur. Design principles of fluorescent molecular sensors for cation recognition. Coordination Chemistry Reviews. 2000, s. 3–40. DOI 10.1016/S0010-8545(00)00246-0. 
  8. ↑ Paul D. Beer; Philip A. Gale. Anion Recognition and Sensing: The State of the Art and Future Perspectives. Angewandte Chemie International Edition. 2001, s. 486–516. DOI 10.1002/1521-3773(20010202)40:3<486::AID-ANIE486>3.0.CO;2-P. PMID 11180358. 
  9. ↑ B. Dietrich. Comprehensive Supramolecular Chemistry. Oxford: Elsevier, 1996. ISBN 0-08-040610-6. Kapitola Cryptands, s. 153–211. 
  10. ↑ D. Landini; A. Maia; F. Montanari; P. Tundo. 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. Journal of the American Chemical Society. 1979, s. 2526–2530. DOI 10.1021/ja00504a004. 

Média použitá na této stránce

Cryptate of potassium cation.jpg
(c) M stone, CC BY-SA 3.0
X-ray structure of K+ [2.2.2]cryptate. Original summary: "This is a picture generated from crystal structure data reported by Roger Alberto, Kirstin Ortner, Nigel Wheatley, Roger Schibli, and August P. Schubiger in the Journal of the American Chemical Society, Year 2001, Vol 123, Pages 3135-3136. It shows a potassium ion bound within a Cryptand[2.2.2]. It was made by myself and is free to be used by all."
Cryptand.svg
Chemical diagram for 2.2.2-cryptand