下载文档原格式
冠醚的合成与应用一、冠醚简介冠醚是一类含有醚基的杂环化合物的总称，又被称为“大环醚”。
在有机化学中冠醚被定义为：一类含有多个氧原子的大环化合物的总称。
冠醚的基本单元为亚乙氧基（—CH2CH2O—），该结构单元若被重复两次就可以得到最简单的冠醚，一种二氧六环的环状低聚物。
重复四次则为12-冠-4，依次类推，目前世界上已经有上万种的冠醚化化合物，其中最为常见的冠醚为15-冠-5、18-冠-6。
冠醚有一定的毒性，必须避免吸入其蒸气或与皮肤接触。
二、冠醚的发现1967年，Pedersen[1]首次报道了一类新的化合物--冠醚，同时他还发现冠醚能与金属形成稳定的络合物，此后冠醚化合物的特殊性质便引起了人们极大的研究兴趣。
美国化学家Cram和法国化学家Lehn从各个角度对冠醚进行了研究，Lehn首次合成了穴醚2。
为此，Pedersen、Cram和Lehn共同获得了1987年诺贝尔化学奖。
三、冠醚的合成1 简单冠醚的制备1.1 威廉森合成法制取18-冠-6：该反应的实质为一个取代反应，二氯三亚乙基二醚脱掉氯原子三甘醇羟基脱去氢原子形成大环化合物3。
(Scheme 1)Scheme 1威廉森合成法制取18-冠-61.2 二苯并-18-冠-6的合成：Pedersen等用邻二苯酚在二氯乙基醚二甲亚砜的溶剂中以氢氧化钾为催化剂，合成二苯并-18-冠-64。
(Scheme 2)Scheme 2二苯并-18-冠-6的合成2 N-取代氮杂冠醚的合成2.1 成环反应：成环反应是合成N-取代氮杂冠醚的常用方法，即利用高度稀释法或模板离子的作用5,6，将N-取代伯胺进行二次N-烷基化。
(Scheme 3)Scheme 3通过N-取代二乙醇胺及其类似物与二卤代多甘醇7或多甘醇二对甲苯磺酸酯8进行O-烷基化反应缩合成环也可以得到N-取代氮杂冠醚。
(Scheme 4)Scheme 42.2 氮杂冠醚的N-取代反应：Bogatsky等9则按如下路线合成了一系列N-支套索冠醚。
冠醚的反应冠醚是一类含有冠状结构的化合物，具有较好的环填位性和主/客体配位性能。
它们在化学反应中常常显示出独特的反应性和选择性。
本文将探讨几种常见的冠醚反应，以展示其在化学合成中的重要性和应用价值。
冠醚的配位化学冠醚通常由环状排列的氧原子构成，这种结构赋予了冠醚较好的主/客体配位性能。
由于其内部空间可以容纳金属离子或小分子，冠醚可以与这些物种形成稳定配合物。
这种特性使冠醚在很多领域的化学反应中发挥了重要作用。
冠醚的合成冠醚的合成方法多种多样，例如Williamson合成、环化反应等。
其中，Williamson合成是通过芳香醚或醇与卤代烃在碱性条件下反应制备冠醚的常用方法。
环化反应则是通过环丙碳脂与亲核试剂反应，形成环状结构的冠醚。
这些方法的不断改进和优化为大规模制备高效冠醚化合物提供了可靠的途径。
冠醚在金属离子检测中的应用由于冠醚对金属离子具有高度的选择性，它们被广泛应用于金属离子的检测和分离。
冠醚可以与具有不同电荷、半径和配位数的金属离子形成特定的配合物，通过各种分析技术检测金属离子的存在和浓度。
这为环境监测、生物医药等领域提供了可靠的手段。
冠醚在有机合成中的应用冠醚还被广泛运用于有机合成中，例如作为催化剂、分离剂和配位试剂。
通过合理设计冠醚结构，可以调控反应速率、选择性和产率，实现高效的有机化学合成。
冠醚的反应性和特殊性质为有机合成提供了新的思路和方法。
结语冠醚作为一类重要的有机化合物，在化学和生物领域具有广泛的应用前景。
深入研究冠醚的反应机理和性质，不仅有助于拓展其应用范围，还可以为化学合成和分析技术的发展提供新的思路和解决方案。
希望本文对冠醚的反应及其应用有所启发，激发读者对这一领域的兴趣和探索。
关于氮杂冠醚的合成内蒙古师范大学化学与环境科学学院08级化学教育汉班赵燕目录摘要 (2)关键字 (2)1前言 (2)2 氮杂冠醚母体的合成 (3)2.1单氮杂冠醚 (3)2.2双氮杂冠醚 (4)2.3多氮杂冠醚 (4)3.部分氮杂冠醚衍生物的合成 (5)3.1N-烷基化或N-酰基化反应 (5)3.2伯胺化合物的N-烷基化环化反应 (6)3.3O-烷基化环化反应 (6)3.4O KAHARA关环法 (7)参考文献： (7)英文摘要 (8)英文关键字 (8)关于氮杂冠醚的合成内蒙古师范大学化学与环境科学学院 08级化学教育汉班20081117048 赵燕指导老师：张强教授摘要在冠醚环系中引入的氮原子对过渡金属离子和重金属离子有着特异的配位作用，而且是其它取代基的生长点，因此氮杂冠醚作为离子识别主体受到广泛的重视。
本文综述了氮杂冠醚及其部分衍生物的合成，并探讨了合成氮杂冠醚的机理。
关键字氮杂冠醚衍生物合成1前言冠醚是一类大环多醚类化合物,一般具有(CH2CH2X)n重复结构单元,其中X 代表杂原子。
它是在20世纪60年代中后期发展起来的一类中性有机化合物。
而早在20世纪30年代,Lüttringhaus和Ziegler就利用1,10-二溴癸烷与间苯二酚在Willianmson醚中反应合成了环氧聚醚。
随后又有不少人合成过氧杂大环化合物。
但在这些文献中并未见到这些化合物与其他物质相互作用方面的研究报道。
直到1967年Pedersen合成出了一系列冠醚化合物,并意外地发现它们能与碱金属、碱土金属离子及个别非金属离子形成稳定的、能溶解于有机溶剂的络合物，从此,人们对冠醚化合物的研究又重新重视起来了。
冠醚最引人注目的性质是能与离子或中型分子形成稳定的配合物，这是由冠醚[1]的分子结构所决定的。
冠醚(主体)与客体的配位作用主要有两种方式：(l)主体分子(冠醚)与客体(如各种金属离子)间通过偶极-离子作用形成具有一定稳定性的主客体配合物。
冠醚与氨基脲的合成冠醚和氨基脲都是有着广泛应用的有机化合物。
它们的合成方法有很多种，其中较为常见的是基于有机化学反应学原理的化学合成法。
下面，我们将详细介绍冠醚和氨基脲的合成方法。
一、冠醚的合成冠醚是一类环状醚化合物，具有很强的配位性和选择性，被广泛应用于化学分离、传感器等方面。
冠醚分子的合成常常涉及到到手性控制、形式选择和高效的反应路线。
1、亚甲基化反应法亚甲基化反应法是合成环状冠醚的经典化学反应。
该反应的原理是在醚化反应中通常用一定量的甲醛作为源，通过甲基化反应进行环形化。
这种方法的优势在于反应条件温和，生成的产物通常具有较高的产率和较好的纯度。
常见的亚甲基化反应法包括醛缩反应、柴速定反应和费希尔克拉夫特反应等。
2、氧化环合法氧化环合法是利用氧化剂进行环形化的一种化学合成方法。
该反应的原理是将含有不饱和结构的原料与氧化剂反应，引发剧烈的环化反应。
这种方法的优势在于反应速度较快，产物的结构和形式多样，具有一定的反应功能。
常见的氧化环合法包括鲍耐特氧化反应、康斯热叶-瓦尔撕曼环化、板垣环合反应等。
3、链延拓法链延拓法是一种将较短链延长成较长链的化学方法。
其原理是在短链上通常含有较活跃的功能基团，通过化学反应在链上加入更多的基团生成长链。
这种方法的优势在于能够保持较高的产率和高的反应选择性，适用于合成长链冠醚。
常见的链延拓法包括克氏反应、桂林O反应和酰氨置换反应等。
二、氨基脲的合成氨基脲是一种广泛应用于工业生产、农业和医学领域的化合物。
氨基脲的合成方法较为简单，基本上都能通过反应的方法得到。
1、氨气转化合成法氨气转化合成法是一种利用氨气作为原料的化学合成方法。
其原理是将氨气转化成尿素（发生氨化作用），再通过加热氢氧化钠（NaOH）进行水解反应，得到氨基脲。
这种方法的优势在于反应步骤简单，只需要少量的原料即可获得高产率的产物。
常见的氨气转化合成法包括固氮法和氨气化学合成法等。
2、尿素降解法尿素降解法是一种将尿素分解成氨基脲的化学方法。
冠醚手性固定相的合成及其性能评价近年来，针对手性材料的发展和应用受到越来越多的关注，而其中最重要的一种材料是冠醚手性固定相（chiral crown ether；CCE）。
冠醚手性固定相是一种氮、硫和氧元素组成的有机高分子，由多环结构的环状取代碳链或有机框架组成。
其独特的构形和结构使其具有自身的手性，被广泛用于小分子化学、生物化学和分子材料等领域。
本文就冠醚手性固定相的制备和性能评价进行综述。
冠醚手性固定相的合成冠醚手性固定相的合成主要分为三步：第一步，将环形化合物与碱性金属离子反应，制备出其相应的盐型环状化合物；第二步，将该盐型环状化合物与碳基取代反应，制备出醚单元环状化合物；第三步，采用水解、去氢等方法，将醚单元环状化合物活化，合成出最终的冠醚手性固定相材料。
冠醚手性固定相的性能评价冠醚手性固定相作为一种具有独特结构和手性的分子材料，具有良好的力学、光学、催化和电化学性能。
（1）力学性能。
冠醚手性固定相具有优异的力学性能，可用作高强度支撑材料。
其优异的力学性能主要归因于其高分子量、多孔性和自聚合能力等特性。
（2）光学性能。
冠醚手性固定相具有良好的发光性能，可以被用作发光材料。
其优异的发光性能可归因于其多环结构的环状取代碳链或有机框架，使具有良好的发光性。
（3）催化性能。
冠醚手性固定相具有良好的催化性能，可以被用作催化剂。
其良好的催化性能可归因于其合理的催化位点设计和良好的稳定性，有效地促进化学反应的速度。
（4）电化学性能。
冠醚手性固定相具有良好的电化学性能，可以用作电池电解液等。
其良好的电化学性能主要归因于其结构的稳定性和微观网络的调控，能够有效地调节电池的双极活性。
综上所述，冠醚手性固定相具有优异的力学、光学、催化和电化学性能，因此在小分子化学、生物化学和分子材料等领域有着重要的应用价值。
同时，为了充分发挥其优异性能，遵循分子设计原则，就构效关系改善冠醚手性固定相的性能，仍有许多有待探索的空间。
冠醚手性固定相的合成及其性能评价近年来，结构丰富的冠醚手性固定相已被广泛应用于精细化学品合成中，在有机合成中发挥着重要作用。
冠醚手性固定相主要由糖醚衍生物、聚酰胺、生物醚类等组成，特别是小分子、可溶性、耐高温等优点，使其在有机合成和高效液相分离中发挥重要作用。
冠醚手性固定相的合成技术越来越受到人们的关注，因为它们的性能是调控精细化学品性能的关键，它们的性能对合成效果起着至关重要的作用。
目前，冠醚手性固定相的合成大多是以生物醚作为原料，通过脱水缩合、各种有机反应和活性组分形成等方法实现的。
目前，常用的冠醚固定相合成技术有“反应-离子液体”技术、反应-离子液体-助兴剂”技术、反应-离子液体“有机溶剂”技术、离子液体-共价固定相技术等。
与传统的固定相合成技术相比，冠醚手性固定相合成技术具有更好的性能。
一方面，冠醚手性固定相有较大的分子量，因此具有更大的表面积，能够更好地与结晶体积分开，从而提高分离效率；另一方面，由于冠醚手性固定相具有非常优良的稳定性，可以有效地防止反应物蒸发和沉积，从而提高反应的选择性和质量。
此外，由于冠醚手性固定相的小分子和可溶性优点，使它们能够更有效地与反应物相结合，实现更快的反应速度，从而提高反应效率。
另外，冠醚手性固定相的性能可以通过改变原料、反应条件、反应类型等方法来进行优化，从而获得更高性能的产品。
首先，选择合适的原料可以显著提高冠醚手性固定相的性能，其次，合理的反应条件可以有效地影响反应的过程和效果，最后，选择合适的反应类型可以最大限度地提高反应效率。
冠醚手性固定相的合成方法和性能评价已成为细化学品合成的研究重点，并成功应用于制药、农药、材料和军事等领域。
以往的研究发现，冠醚手性固定相的性能提升可以极大地提高精细化学品的合成效率，为精细化学品合成技术提供基础理论支持。
未来，将继续研究高性能冠醚手性固定相材料，优化合成工艺，期望在生物活性分子合成、化合物分离等方面取得更大的进展。
冠醚配合物冠醚配合物是一种重要的有机化合物，其发现和研究对化学领域的发展有着重要的贡献。
本文将从以下几个方面展开：1. 冠醚配合物的基本概念和结构特点冠醚是一种环状分子，具有多个氧原子和一个大环结构。
冠醚分子可以与金属离子形成配合物，这种配合物通常被称为冠醚配合物。
冠醚配合物的结构特点是在冠醚环中央形成一个空腔，金属离子可以在这个空腔中配位，形成稳定的配合物。
2. 冠醚配合物的制备方法冠醚配合物的制备方法通常有以下几种：（1）直接合成法：将金属离子与冠醚分子直接混合在一起，通过加热或者超声波处理等方法促进反应，从而形成配合物。
（2）间接合成法：通过在冠醚分子中引入活性基团，再利用这些活性基团与金属离子进行反应，从而形成配合物。
（3）离子交换法：利用离子交换树脂将金属离子和冠醚离子进行离子交换，从而形成配合物。
3. 冠醚配合物的应用领域冠醚配合物在化学领域有着广泛的应用：（1）物质传递：冠醚配合物可以作为分子的穿梭车，将不同的物质从一个空间传递到另一个空间。
（2）分离技术：冠醚配合物的空腔结构使得它可以选择性地吸附某些物质，从而实现分离。
（3）生物医学：冠醚配合物可以与生物大分子例如蛋白质和核酸配合形成生物活性分子，具有广泛的生物医学应用前景。
4. 冠醚配合物的研究进展和前景冠醚配合物的研究一直是化学领域的热点。
近年来，科学家们不断探索冠醚配合物的性质和应用，发现其有着广阔的应用场景和前景，例如在材料、催化、药物等多个领域都有着重要的应用。
总之，冠醚配合物作为一种重要的有机化合物，在化学研究和应用领域都有着重要的地位。
随着人们对其性质和应用的不断深入探索，相信冠醚配合物将在未来的化学研究和应用中扮演更加重要的角色。
冠醚配合物及其应用自从1967年Pedersen 首先合成了一系列冠醚化合物以来，各国化学家对于冠醚的合成、性质和应用做了许多工作。
这类配位体广泛地应用于碱金属、碱土金属和镧系元素金属的配位化学基础研究。
一、冠醚配合物目前已合成的冠醚有几百种，下面是最常见的几种冠醚。
OO O O OO O O O O O OO O O O O15-冠-5 18-冠-6 二苯并-18-冠-61、冠醚的配位性质冠醚具有疏水的外部骨架，又具有亲水的可以和金属离子成键的内腔。
冠醚化合物具有确定的大环结构，可以和许多金属离子形成较稳定的配合物。
2、冠醚配合物的合成Pedersen 总结了五种制备冠醚配合物的方法：1）不用溶剂法：将冠醚与金属盐等摩尔相混，加热熔融。
如苯并-15-冠-5与粉状 NaI 的混合物 在烧杯中熔融2）将冠醚与金属盐溶于合适溶剂中，然后蒸发除去溶剂。
如二苯并-18-冠-6与KI 在甲醇中反应。
3）将冠醚与金属盐溶于尽可能少的热溶剂中，冷却后，配合物可沉淀析出。
如将二苯并-18-冠-6和KSCN 在甲醇中加热溶解，冷却后，即可得针状配合物。
4）将冠醚与金属盐在盐易溶的溶剂中加热，冠醚则逐渐转为配合物，冷却过滤即得产品。
如二苯并-18-冠-6与Pb(CH 3CO 2)2·3H 2O 在正丁醇中加热，混合物冷却后过滤，用正丁醇洗涤配合物，干燥即得。
5）将冠醚溶于一个与水不混溶的有机溶剂中，而将盐溶于水中。
二溶液相混后，生成的配合物要比原来化合物在任一溶剂中的可溶性都小，而作为晶体分离。
如二苯并-18-冠-6的二氯甲烷溶液和I 2的二氯甲烷溶液与KI 的水溶液相混，激烈振荡所得配合物。
3、冠醚配合物的结构近年来，对冠醚配合物的结构做了大量研究工作，按照配合物中配体与阳离子的位置关系可分为如下五类：1）第一类是阳离子恰好适合配体的孔穴如：18-冠-6与KSCN 的配合物[K(18-冠-6)(SCN)]K+ 与SCN-间的作用力较弱。
