更新时间:2022-08-25 14:47
如18-冠醚-6,“18”表示环原子总数,“6”表示能和金属离子结合形成配位化合物的氧原子数。在碱金属离子中,铷太大,锂太小,它只能选择性地和钾离子结合,因而能从混合物中单一地萃取钾。由于形成的配位化合物外观似皇冠,故名“冠醚”。环聚醚的氧原子可为氮或硫原子等取代。这些穴合剂和金属离子结合时,选择性极高,形成的穴合物稳定性差别极大,有潜在的应用价值。如作为选择性极高的催化剂或从海水中单一地提取铀或金等贵金属。
聚醚的氧原子可为N或S原子所取代。取代后与碱金属和碱土金属离子所形成的穴合物即不稳定。但与其他类离子如Ag+、Ti+、Cd2+、Pb2+的化合物的稳定性则增高。例如,把聚醚2.2.2的一个“=O”改为“=NCH3”,Pb(Ⅱ)络合物的稳定性就提高103倍,Cd(Ⅱ)络合物的稳定性提高105倍。从上述可见,穴合物的选择性和所形成的穴合物的稳定性是受穴合物环的多寡、大小、配位原子(O、S、N或P)和连于配位原子的取代基团等因素的显著影响的。因此,有人认为调节这些因素应可能使穴合剂的选择性达到如此高的地步,以致能够从海水中提取铀或金等贵重元素。总之,穴合物无论从基础理论的研究或实际应用,都是一类前途未可限量的化合物。
三环穴状配体具有10个结合位点和球形的空腔。另一个具有球形空腔的分子(但是它不是一个穴状配体),能与Li+和Na+复合(更易与Na+复合),但不与K+、Mg2+或Ca2+结合。像这些分子,它们的空腔只能被球形的实体占据,被称为球形配体(spherand)。其它的类型还有杯芳烃(calixarene)。在杯[4]芳烃中,苯酚OH存在大量的氢键,但是随着杯芳烃环增大,空腔增大,氢键会消失。此外杯[4]芳烃存在构象异构体的平衡(锥形互变),有时可以将二者分离出来,如杯[8]芳烃和氮杂杯芳烃口。应当指出的是,在未取代的问位加入取代基,可使杯[4]芳烃结构更固定,也可大大减少杯[8]芳烃的构象可变性。人们已经知道有酰胺桥连的杯[4]芳烃、杯[4]薁和醌桥连的杯[4]芳烃,杯[4]芳烃二铵盐也被制得。对映体纯的杯[4]间苯二酚芳烃衍生物已有报道,水溶性的杯[4]芳烃也已被制备出。此外,还有各种各样的杯[n]冠醚,其中有些是穴状配位体。