كريبتاند

الموسوعة الحرة
بنية الكريبتاند [2.2.2] الذي يغلف كاتيون البوتاسيوم (باللون الأرجواني). في الحالة البلورية، تم الحصول عليها باستخدام حيود الأشعة السينية. [ 1 ]
[2.2.2]كريبتاند

في الكيمياء ، تُعدّ الكريبتاندات عائلة من الروابط الاصطناعية ثنائية الحلقات ومتعددة الحلقات، متعددة التنسيق ، ترتبط بمجموعة متنوعة من الكاتيونات . [ 2 ] مُنحت جائزة نوبل في الكيمياء عام 1987 لدونالد ج . كرام ، وجان ماري لين ، وتشارلز ج. بيدرسن لجهودهم في اكتشاف وتحديد استخدامات الكريبتاندات وإيثرات التاج ، مما أدى إلى انطلاق مجال الكيمياء فوق الجزيئية المزدهر حاليًا . [ 3 ] يشير مصطلح الكريبتاند إلى أن هذا الرابط يرتبط بالركائز في تجويف ، محتجزًا الجزيء الضيف كما لو كان مدفونًا. هذه الجزيئات هي نظائر ثلاثية الأبعاد لإيثرات التاج ، لكنها أكثر انتقائية وقوة كمعقدات للأيونات الضيفة. وتكون المعقدات الناتجة محبة للدهون . [ 4 ]

بناء

أكثر أنواع الكريبتاندات شيوعًا وأهمية هو N [ CH₂CH₂OCH₂CH₂OCH₂CH₂ ] ₃N ؛ واسمه النظامي وفقًا لتسمية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية ( IUPAC ) هو 1,10 -ديازا-4,7,13,16,21,24-هيكساوكسابيسيكلو[8.8.8]هيكساكوسان. يُطلق على هذا المركب اسم [2.2.2]كريبتاند ، حيث تشير الأرقام إلى عدد ذرات أكسجين الإيثر (وبالتالي مواقع الارتباط) في كل جسر من الجسور الثلاثة بين أغطية نيتروجين الأمين. تتوفر العديد من الكريبتاندات تجاريًا تحت الاسم التجاري كريبتوفيكس. [ 5 ] تُظهر الكريبتاندات الأمينية بالكامل ألفة عالية بشكل خاص لأيونات المعادن القلوية، مما سمح بعزل أملاح البوتاسيوم ( K⁻ ) . [ 6 ]

ملكيات

ارتباط الكاتيونات

يُوفر التجويف الداخلي ثلاثي الأبعاد للكريبتاند موقع ارتباط - أو مضيف - لأيونات "ضيفة" . يُطلق على المركب الناتج بين الكاتيون الضيف والكريبتاند اسم كريبتات. تُشكل الكريبتاندات مركبات مع العديد من "الكاتيونات الصلبة" بما في ذلك NH₄⁺ ، واللانثانيدات ، والفلزات القلوية ، والفلزات القلوية الترابية . على عكس إيثرات التاج، ترتبط الكريبتاندات بالأيونات الضيفة باستخدام كلٍ من النيتروجين والأكسجين كذرات مانحة . يُضفي نمط التغليف ثلاثي الأبعاد هذا بعض الانتقائية الحجمية، مما يُتيح التمييز بين كاتيونات الفلزات القلوية (مثل Na⁺ مقابل K⁺ ) . بعض الكريبتاندات مُضيئة. [ 7 ]

ارتباط الأنيونات

يمكن تحويل الكريبتاندات القائمة على البوليامين إلى أقفاص بولي أمونيوم، والتي تُظهر ألفة عالية للأنيونات. [ 8 ]

الاستخدامات المختبرية

تُستخدم الكريبتاندات في بعض التطبيقات التجارية (مثل تقنيات التألق المتجانس المعتمد على الزمن، HTRF، التي تستخدم أيون اليوروبيوم Eu3+ كأيون مركزي). والأهم من ذلك، أنها تُستخدم ككواشف في تخليق الأملاح غير العضوية والعضوية المعدنية. ورغم أنها أغلى ثمناً وأصعب تحضيراً من إيثرات التاج ، إلا أن الكريبتاندات ترتبط بالفلزات القلوية بقوة أكبر. [ 9 ] وتُستخدم بشكل خاص لعزل أملاح الأنيونات شديدة القاعدية. [ 10 ] فهي تُحوّل كاتيونات الفلزات القلوية المذابة إلى كاتيونات محبة للدهون، مما يُكسب الأملاح الناتجة قابلية الذوبان في المذيبات العضوية.

بالإشارة إلى الإنجازات المذكورة في الكتب الدراسية، مكّنت الكريبتاندات من تخليق القلويات والإلكتريدات . على سبيل المثال، إضافة 2,2,2-كريبتاند إلى محلول الصوديوم في الأمونيا ينتج الملح [Na(2,2,2-كريبت)] + e − ، وهو عبارة عن مادة صلبة بارامغناطيسية زرقاء داكنة معزولة. [ 11 ] [ 12 ] كما استُخدمت الكريبتاندات في بلورة أيونات زينتل مثل Sn 4− 9. [ 13 ]

على الرغم من ندرة استخدامها عمليًا، إلا أن الكريبتاندات يمكن أن تعمل كمحفزات لنقل الطور نظرًا لأن مركباتها الكاتيونية محبة للدهون. [ 14 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ألبرتو، ر.؛ أورتنر، ك.؛ ويتلي، ن.؛ شيبلي، ر.؛ شوبيجير، أ.ب. (2001). "تخليق وخواص بورانوكربونات: مصدر مناسب لثاني أكسيد الكربون في الموقع لتحضير [99mTc(OH2)3(CO)3]+ في محلول مائي " . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 121 ( 13 ) : 3135-3136. Bibcode : 2001JAChS.123.3135A . doi : 10.1021 / ja003932b . PMID : 11457025 . 
  2. ↑ فون زيليفسكي، أ. (1995). الكيمياء الفراغية لمركبات التناسق . تشيتشستر: جون وايلي. ISBN 0-471-95057-2.
  3. ^ لين، جي إم (1995). الكيمياء فوق الجزيئية: المفاهيم ووجهات النظر . فاينهايم: VCH.
  4. ↑ ماكجيليفراي، ليونارد ر.؛ أتوود، جيري ل. (1999). "التصنيف البنيوي والمبادئ العامة لتصميم المضيفات الجزيئية الكروية". Angewandte Chemie International Edition . 38 (8): 1018–1033 . doi : 10.1002/(SICI)1521-3773(19990419)38:8 < 1018::AID-ANIE1018 > 3.0.CO ; 2-G . PMID 25138490 . 
  5. ↑ 23978-09-8
  6. ↑ كيم، ج.؛ إيتشيمورا، أ.س.؛ هوانغ، ر.هـ.؛ ريدكو، م.؛ فيليبس، ر.س.؛ جاكسون، ج.إ.؛ داي، ج.ل. (1999). "أملاح بلورية من الصوديوم والبوتاسيوم ( قلويات ) مستقرة في درجة حرارة الغرفة". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 121 (45): 10666-10667 . Bibcode : 1999JAChS.12110666K . doi : 10.1021/ja992667v .
  7. ↑ فالور، ب. (2000). "مبادئ تصميم المستشعرات الجزيئية الفلورية للتعرف على الكاتيونات". مراجعات كيمياء التنسيق . 205 : 3-40 . doi : 10.1016/S0010-8545(00)00246-0 .
  8. ↑ بير، بول د.؛ غيل، فيليب أ. (2001). "التعرف على الأنيونات واستشعارها: الوضع الراهن والآفاق المستقبلية". Angewandte Chemie International Edition . 40 (3): 486–516 . doi : 10.1002/1521-3773(20010202)40:3 < 486::AID-ANIE486 > 3.0.CO ; 2 -P . PMID 11180358. S2CID 22334242 .  
  9. ↑ دانيل دي نامور، أنجيلا؛ غوسيني، ليلي؛ لي، والتر (1985). "ثوابت الاستقرار والطاقات الحرة لتكوين معقدات كريبتات أيونات المعادن في نيتروميثان. معلمات مشتقة لاستخلاص الكاتيونات بواسطة الكريبتاند 222 من الماء إلى نيتروميثان نقي" . مجلة الجمعية الكيميائية، معاملات فاراداي 1: الكيمياء الفيزيائية في الأطوار المكثفة . 81 (10): 2495-2502 . doi : 10.1039/F19858102495 .
  10. ↑ ديتريش، ب. (1996). "الكريبتاندات". في جوكل، ج. و. (محرر). الكيمياء فوق الجزيئية الشاملة . المجلد 1. أكسفورد: إلسيفير. الصفحات 153-211 . ISBN   0-08-040610-6.
  11. ↑ داي، جيه إل (2003). "الإلكترونات كأنيونات". مجلة ساينس . 301 (5633): 607-608 . doi : 10.1126/science.1088103 . PMID 12893933. S2CID 93768664 .  
  12. ↑ هولمان، أ. ف.؛ ويبرغ، إ. "الكيمياء غير العضوية". دار النشر الأكاديمية: سان دييغو، 2001. ISBN 0-12-352651-5
  13. ↑ إدواردز، بول أ.؛ كوربيت، جون د. (1977). "أنيونات متجانسة متعددة الذرات مستقرة. تخليق وبنية بلورية للأملاح التي تحتوي على أنيونات خماسي الرصاص (2-) وخماسي القصدير (2-)". الكيمياء اللاعضوية . 16 (4): 903-907 . doi : 10.1021/ic50170a036 .
  14. ↑ لانديني، د.؛ مايا، أ.؛ مونتاناري، ف.؛ توندو، ب. (1979). "الكريبتاندات المحبة للدهون [2.2.2] كمحفزات لنقل الطور. تنشيط وقوة النواة للأنيونات في أنظمة مائية-عضوية ثلاثية عشر الطور وفي المذيبات العضوية منخفضة القطبية". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 101 (10): 2526-2530 . doi : 10.1021/ja00504a004 .

قراءة عامة