冠醚

冠醚是一種雜環有機化合物，包含有多個醚基團。最常見的冠醚就是乙撐氧的低聚物，其中重複的單位是乙烯氧基（-CH₂CH₂O- 可看作是環氧乙烷斷裂碳氧鍵後的剩餘基團）。這一系列中最重要的是四聚體、五聚體和六聚體。之所以用「冠」來命名，是因為就像皇冠可以戴在頭上一樣，冠醚能夠和一個陽離子成鍵。在冠醚的命名法中，前面那個數字代表了環內的原子數，第二個數字代表氧的個數。冠醚的概念遠遠大於乙撐氧的低聚物，另外一個很重要的系列是鄰苯二酚的衍生物。

冠醚一般通過鹵代烴與醇鹽的威廉姆遜合成反應製取。

歷史

Zn(II)與環楞胺和乙醇配位的晶體結構。

1967年，杜邦公司的化學家查爾斯·彼得森在試圖製備二價離子配體時發現了一種簡單方法用以合成冠醚。^[1]他的策略是試圖通過分子上的一個羥基，連接兩個苯鄰二酚基團。這樣就形成了一個多齒配體，可以部分的包裹陽離子。接下來再使酚羥基離子化並中和包裹的二價陽離子。他很驚訝地發現，此反應的一個副產物能夠牢牢的與鉀離子配位。在一份早期關於在16-冠-4中溶解鉀的報告中提到，^[2] ^[3]彼得森發現環多醚實際上是一類全新的化合物，有著與鹼金屬結合的能力。接下來，他發表了一系列的論文報告了經過系統研究的合成方法以及冠醚的成鍵性質。很多不同學科受益於冠醚的發現，包括有機合成、相轉移催化等。

彼得森個人主要將注意力集中在二苯冠醚上。^[4]他也因為發現了冠醚的合成方法及其性質，而分享了1987年的諾貝爾化學獎。

命名

命名時，把環上所含原子的總數標註在「冠」字之前，其中所含氧原子數標註在名稱之後。如18-冠(醚)-6、15-冠（醚）-5、二環己烷並-18-冠（醚）-6。

陽離子親和性

除了與鉀離子之間有著很高的親和性，18-冠-6也能與質子化的胺結合，形成氣相、液相均很穩定的配合物。一些胺基酸，例如賴氨酸，支鏈上有伯胺，因此它們能夠與18-冠-6結合形成氣相穩定的配合物。質子化以後的胺上的三個氫與18-冠-6上的三個氧形成氫鍵，使得結構更為穩定。

氮雜冠醚

氮雜冠醚是指將冠醚中的氧都換成氨基後形成的化合物，其中最著名的是一個四氮雜冠醚——1,4,7,10-四氮雜環十二烷。除此之外亦有氮氧混合冠醚以及穴狀配體等衍生物。^[5]

自然界中的「冠醚」

冠醚並不是唯一能夠與鉀離子結合的大環配體，諸如無活菌素或纈氨黴素等離子載體同樣對鉀離子有著特殊的親和性。

安全

冠醚有毒，尤其是對皮膚黏膜和眼睛有刺激作用，使用冠醚時，應避免吸入其蒸氣、避免皮膚接觸。^[6]

參考文獻

^ C. J. Pedersen, J. Am. Chem. Soc., 1967, 89, 7017.
^ D. G. Stewart. D. Y. Waddan and E. T. Borrows, British Patent 785,229, Oct. 23, 1957.
^ J. L. Down, J. Lewis, B. Moore and G. W. Wilkinson, Proc. Chem. Soc., 1959, 209; J. Chem. Soc., 1959, 3767.
^ Charles J. Pedersen (1988). "Macrocyclic Polyethers: Dibenzo-18-Crown-6 Polyether and Dicyclohexyl-18-Crown-6 Polyether". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 395.
^ Vincent J. Gatto, Steven R. Miller, and George W. Gokel (1988). "4,13-Diaza-18-Crown-6". Org. Synth.; Coll. Vol. 8: 152.
^ 《有機化學》第二版.高等教育出版社.9.8 環醚.P₃₃₆.9.8.2 冠醚

冠醚衍生物（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

[pedersen-1] C. J. Pedersen, J. Am. Chem. Soc., 1967, 89, 7017.

[stewart-2] D. G. Stewart. D. Y. Waddan and E. T. Borrows, British Patent 785,229, Oct. 23, 1957.

[down-3] J. L. Down, J. Lewis, B. Moore and G. W. Wilkinson, Proc. Chem. Soc., 1959, 209; J. Chem. Soc., 1959, 3767.

[4] Charles J. Pedersen (1988). "Macrocyclic Polyethers: Dibenzo-18-Crown-6 Polyether and Dicyclohexyl-18-Crown-6 Polyether". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 395.

[5] Vincent J. Gatto, Steven R. Miller, and George W. Gokel (1988). "4,13-Diaza-18-Crown-6". Org. Synth.; Coll. Vol. 8: 152.

[6] 《有機化學》第二版.高等教育出版社.9.8 環醚.P₃₃₆.9.8.2 冠醚

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