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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。
冠醚化学的发现及发展
冠醚化学指的是以冠醚（crown ether）为代表的一类配位化合物的化学研究。
冠醚是一种环状的大分子化合物，其分子中包含一个或多个环状的乙二醇单元，可以与阳离子形成配合物，形成“皇冠”形状，因此得名。
冠醚化学的发现可以追溯到20世纪60年代初。
当时，几位科学家独立地发现了具有囊形结构的冠醚分子，这些分子可以与金属离子形成稳定的配合物。
这些发现引起了科学家的兴趣，随后对冠醚化学进行了深入的研究。
随着研究的深入，冠醚化学得到了广泛的应用。
其中最重要的应用是在离子传感和离子分离领域。
冠醚可以选择性地与某些离子形成配合物，因此可以用于检测和分离离子。
此外，冠醚还可以用于催化、药物输送等领域。
冠醚化学的发展也推动了许多相关研究的开展，如草酸盐配合物的研究、夹心配合物的研究等。
这些研究都在一定程度上丰富了冠醚化学的基础知识和应用。
总的来说，冠醚化学的发现和发展是化学研究中的一个重要历程，为我们理解分子配位化学提供了一个新的视角，同时也为我们开辟了一些新的应用领域。
1/ 1。
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。
冠醚功能化改性及其对金属离子分离研究进展
艾欣;董琪;豆叶帆;李恩泽;成怀刚;潘子鹤
【期刊名称】《无机盐工业》
【年(卷),期】2024(56)6
【摘要】大环化合物作为超分子化学的重要结构化合物,在生物医药、环境科学及分子材料科学等领域应用广泛。
冠醚作为第一代大环化合物,其内部独特的环状结构可与金属离子发生络合作用,从而实现对金属离子的选择性识别及分离,广泛应用于分离材料。
综述了冠醚的种类及对金属离子选择性分离的机理,并就其合成离子印迹聚合物的表面印迹原理进行了总结。
由于外界环境刺激能够影响冠醚的离子印迹状态,综述了冠醚在光和磁两个方面的离子印迹响应修饰及其在吸附材料和膜材料中对金属离子吸附性能的研究进展。
结果表明,经冠醚功能化改性后,吸附材料和膜材料表面的选择性吸附位点增多,与金属离子络合的表面活性提高,从而有利于其对金属离子的选择性识别及分离。
最后,对冠醚在今后的研究中存在的成本、性能测试及毒性富集等问题进行了讨论,并对冠醚以后的研究发展做出展望,为冠醚提取金属离子的应用提供研究方向。
【总页数】12页(P14-25)
【作者】艾欣;董琪;豆叶帆;李恩泽;成怀刚;潘子鹤
【作者单位】山西大学资源与环境工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ131.1
【相关文献】
1.冠醚改性硅胶的金属离子萃取与分离性能
2.高分子冠醚聚合物对水溶液中微量金属离子的富集分离
3.冠醚、杯芳烃改性壳聚糖对金属离子吸附性能的研究进展
4.冠醚功能化聚乙烯醇多孔膜制备及对重金属离子选择吸附性能
5.绵杆纤维的改性(Ⅱ)──氮杂冠醚化纤维素的制备及其对金属离子的吸附性能
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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。
冠醚化学研究的新进展摘要：介绍了冠醚类化合物的结构特点及络合性能、冠醚的络合作用和识别分子离子的新进展。
重点综述了近几年各类新冠醚化合物的合成、配合物的形成、对分子离子的识别、选择性络合及新应用，展望了其广阔的应用前景，期望能在医药学、生命科学、材料科学、环境科学及能源科学的应用方面更有意义。
关键词：冠醚；络合作用；配合物冠醚化学作为一门植根深远的新兴边缘学科，不仅在配位化学、分析化学、有机化学、生物无机化学、生物化学、生物物理化学、农业化学、理论物理化学、光化学等方面有着广泛的应用，而且在生命科学、信息科学、环境科学、材料科学、电子电器科学、医药科学、原子能科学、军工和国防建设等方面有着广阔的应用前景。
因此，对冠醚化合物的设计、合成、性能研究，尤其是对分子离子选择性配合作用一直是众多科学研究领域的热点之一。
l 冠醚配合物的合成1.1 氮杂金属冠醚[Mn6(H3anhz)6(DMF) 6]·2DMF的合成金属冠醚作为一类金属大环化合物，因其独特的结构特征受到越来越多的关注。
其应用已扩展到阴离子选择分离、液晶、纳米材料前体、分子识别、生物元机化学主客体与超分子化学等前沿领域。
金属冠醚不仅是设计分子材料如单分子磁体的基础，而且是构筑种类繁多、功能各异的超分子体系的第二构筑单元。
史学峰等[1]用五齿配体1一羟基—2一萘甲酰肼与M n盐反应，得到一个六核氮杂金属冠醚：[Mn6(H3anhz)6(DMF) 6]·2DMF ( H3anhz=N一乙酰一1一羟基-2一萘甲酰肼) 。
期望能在材料科学的应用方面更有意义。
1.2 三维的混合价六核锰金属冠醚配合物的合成近年来，金属冠醚成为配位化学研究的热点。
金属冠醚是结构和功能上与有机冠醚相类似的一类金属大环化合物。
单金属冠醚具有有机冠醚没有的一些性质，如光学性质、磁性、生物活性等。
目前金属冠醚在生物活性方面(如杀菌，抗氧化等)得到广泛的应用。
杨华等[2]用M n ( O A c ) 2·4 H2O与6一羟基水杨羟肟酸反应得到了一个混合价态的六核锰的金属冠醚，发现其具有杀菌和抗氧化作用的生理活性。
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。
冠醚的研究与应用简介冠醚，又称“大环醚”，是对发现的一类含有多个氧原子的两种常见的冠醚大环化合物的总称。
常见的冠醚有15-冠-5、18-冠-六，冠醚的空穴结构对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂[1]。
冠醚有一定的毒性，必须避免吸入其蒸气或与皮肤接触。
历史20世纪60年代，美国杜邦公司的C.J.Pedersen在研究烯烃聚合催化剂四氟硼酸重氮盐经冠醚催化，发生偶联反应时首次发现。
之后美国化学家C.J.Cram和法国化学家J.M.Lehn从各个角度对冠醚进行了研究，J.M.Lehn首次合成了穴醚。
为此，1987年C.J.Pedersen、C.J.Cram和J.M.Lehn共同获得了诺贝尔化学奖。
命名方法冠醚有其独特的命名方式，命名时把环上所含原子的总数冠醚通常采用威廉森合成法制取标注在“冠”字之前，把其中所含氧原子数标注在名称之后，如15-冠（醚）-5、18-冠（醚）-6、二环已烷并-18-冠（醚）-6。
性质与用途冠醚最大的特点就是能与正离子，尤其是与碱金属离子络合，并且随环的大小不同而与不同的金属离子络合。
例如，12-冠-4与锂离子络合而不与钠、钾离子络合；18-冠-6不仅与钾离二苯并-18-冠醚-6子络合，还可与重氮盐络合，但不与锂或钠离子络合。
(此处附注：其实18-冠-6是可以与钠离子络合的，只是其作用力不如钾离子那么强。
也不如15-冠-5与钠离子作用力强。
)冠醚的这种性质在合成上极为有用，使许多在传统条件下难以反应甚至不发生的反应能顺利地进行。
冠醚与试剂中正离子络合，使该正离子可溶在有机溶剂中，而与它相对应的负离子也随同进入有机溶剂内，冠醚不与负离子络合，使游离或裸露的负离子反应活性很高，能迅速反应。
在此过程中，冠醚把试剂带入有机溶剂中，称为相转移剂或相转移催化剂，这样发生的反应称为相转移催化反应。
这类反应速率快、条件简单、操作方便、产率高。
制取方法。
