苯并-18-冠-6醚的有效合成方法

相转移催化(PTC)技术是加快两相之间(液-液、固-液)有机反应的有效手段,在有机合成中占有十分重要的位置[1-2],可使某些用传统方法难以实现的反应顺利进行,而且反应条件温和,操作简便,合成效[Article]物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.-Chim.Sin .,2010,26(4)：927-932April Received:November 11,2009;Revised:January 7,2010;Published on Web:March 5,2010.*Corresponding author.Email:gaobaojiao@;Tel:+86-351-3921414.The project was supported by the Natural Science Foundation of Shanxi Province,China (2008021013).山西省自然科学基金(2008021013)资助项目高保娇,1965-1970年在北京大学化学系就读;1970-1974年在北京大学化学系从事教学工作.鬁Editorial office of Acta Physico -Chimica Sinica固载化冠醚二苯并-18-冠-6在苯甲酸丁酯合成反应中的相转移催化作用王世伟高保娇*高学超王玲(中北大学化工系,太原030051)摘要：在交联聚乙烯醇(CPVA)微球表面固载冠醚二苯并-18-冠-6(DBC),从而制得三相相转移催化剂DBC -CPVA;在此基础上,以苯甲酸钾与溴代正丁烷的酯化反应为模型反应体系,重点研究固体催化剂DBC -CPVA 的相转移催化性能,考察主要因素对液-固-液三相相转移催化反应的影响.结果表明,在本研究体系中,水相中的苯甲酸钾与有机相中的溴代正丁烷可顺利地发生酯化反应,这一结果显示出固载于DBC -CPVA 表面的DBC 与K +离子形成的络合物阳离子,能有效地将苯甲酸根负离子转移至有机相,使酯化反应顺利地进行.有机相的极性越强,酯化反应的速率越快,溴代正丁烷的转化率越高;有机相与水相体积比为1:4时,酯化反应具有最大的速率,溴代正丁烷的转化率可达70%.固体催化剂DBC -CPVA 循环使用8次,催化活性保持稳定.关键词：相转移催化;二苯并-18-冠-6;交联聚乙烯醇微球;固载中图分类号：O643Phase Transfer Catalytic Activity of Immobilized Dibenzo -18-Crown -6for Butyl Benzoate SynthesisWANG Shi -WeiGAO Bao -Jiao *GAO Xue -ChaoWANG Ling(Department of Chemical Engineering,North University of China,Taiyuan030051,P.R.China )Abstract ：Dibenzo -18-crown -6(DBC)was immobilized on cross -linked polyvinyl alcohol (CPVA)microspheres to prepare the triphase -transfer catalyst DBC -CPVA.The phase transfer catalytic behavior of DBC -CPVA was mainly studied using the esterification reaction of 1-bromobutane in the organic phase and potassium benzoate in the water phase as a model system.We examined the effects of the main factors on the phase transfer catalytic esterification reaction.The experimental results show that after the benzoic acid in the water phase reacts with KOH to form potassium benzoate,complex cations form between the immobilized DBC and K +ions.The complex cations will effectively carry negative benzoate ions from the water phase into the organic phase and this enables the esterification reaction between benzoate ion and 1-bromobutane to be favorably carried out.Solvent polarity is advantageous to the esterification reaction.When the volume ratio of the organic phase to the water phase is 1:4,a maximum conversion of about 70%for 1-bromobutane is obtained.The catalyst DBC -CPVA has excellent recycle and reuse properties and the catalytic activity remains stable after eight cycles.Key Words ：Phase transfer catalysis;Dibenzo -18-crown -6;Crosslinked polyvinyl alcohol microsphere;Immobilization927Acta Phys.-Chim.Sin.,2010Vol.26图1冠醚固载化微球DBC -CPVA 的化学结构Fig.1Chemical structure of crown -immobilizedmicrosphere DBC -CPVA率高,在实验室和工业上都得到了广泛的应用,可用于多种类型的反应,如烷基化反应、取代反应、氧化反应及酯化反应等[3-6],甚至还可用于大分子反应与生化反应[7-8].相转移催化剂有两种类型:一类是鎓盐,包括季铵盐和季鏻盐;另一类是大杂环化合物,包括冠醚和氮杂穴状化合物[9-10].冠醚类化合物由于结构独特,对金属阳离子具有强络合作用,因而可形成稳定的阳-阴离子活性离子对,在以阴离子为反应物种的相转移催化反应体系中,其催化活性往往比鎓盐类催化剂更优[11-12].普通的液-液两相相转移催化体系,催化剂难以分离回收,无法重复使用,而且还影响产物的纯度[13-14],于是研究者们将相转移催化基团固载于聚合物载体或无机载体上,发展了三相相转移催化(TPC)技术[15-16],其明显的优点在于可用简单的过滤方法分离出催化剂,进行循环使用,大大提高了催化剂的使用效率.将鎓盐进行固载化,制备三相相转移催化剂并应用于不同的反应体系,这方面的研究已有不少报道[14,17],冠醚的固载化也已有若干报道[18-21],但是将固载化冠醚用于相转移催化反应,这方面的研究报道尚不多见[12].冠醚类物质往往具有毒性,因此,从提高相转移催化剂的效率与环境因素两方面考虑,冠醚的固载化显得更为重要.本研究以交联聚乙烯醇微球(CPVA)为载体,在实现冠醚二苯并-18-冠-6(DBC)固载化的基础上,即在制得三相相转移催化DBC -CPVA 的基础上,以苯甲酸与溴代正丁烷的酯化反应为模型反应体系,重点研究固载化冠醚DBC -CPVA 的相转移催化活性与机理,并考察主要因素对液-固-液三相相转移催化反应的影响.1实验部分1.1试剂与仪器聚乙烯醇(PVA,聚合度为2200,山西三维化工有限公司),试剂级;戊二醛(50%水溶液,天津市百世化工有限公司),分析纯;液体石蜡(天津市巴斯夫化工有限公司),化学纯;山梨醇酐单硬脂酸酯(Span 60,天津市东丽区天大化学试剂厂),化学纯;1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB),自制[22];无水四氯化锡(天津市元立化工有限公司),分析纯;二苯并-18-冠-6(dibenzo -18-crown -6,DBC,黄岩高仕医药化工有限公司),化学纯;溴代正丁烷(上海晶纯试剂有限公司),分析纯;苯甲酸(天津市新鹏化工有限公司),分析纯;其它化学试剂均为市售分析纯试剂.1700型傅里叶红外光谱仪(FTIR,美国Perkin -Elmer 公司);SP3400型气相色谱仪(美国Perkin -Elmer 公司);TG16-WS 台式高速离心机(湖南湘仪集团).1.2DBC -CPVA 微球的制备按文献[23]制备固载有二苯并-18-冠-6的微球DBC -CPVA,并进行表征,主要制备过程如下.(1)制备交联聚乙烯醇微球:将聚乙烯醇(PVA)水溶液与戊二醛混合(水相),以Span 60为分散剂,将水相分散于液体石蜡(分散相)中,构成悬浮体系,于65℃下进行缩醛成醚交联反应,形成半透明状的交联微球CPVA.(2)对DBC 进行氯甲基化修饰:以1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB)为氯甲基化试剂,使用Lewis 酸催化剂四氯化锡,在氯仿溶剂中进行二苯并-18-冠-6的氯甲基化反应,制得氯甲基化的二苯并-18-冠-6(CMDBC).(3)实现DBC 的固载化:交联聚乙醇微球CPVA 表面含有大量的羟基,以Na 2CO 3为缚酸剂,使微球CPVA 表面的羟基与CMDBC 的氯甲基与之间发生亲核取代反应,形成醚键,从而将冠醚DBC 化学固载到微球CPVA 表面,制得了固载有冠醚的微球DBC -CPVA,其化学结构示于图1.采用溴百里香酚蓝-固相萃取法测定微球表面DBC 的固载量(mmol ·g -1)[23].本研究使用的固体催化剂其DBC 的固载量为0.96mmol ·g -1.1.3三相相转移催化溴代正丁烷的酯化反应将4mL 溴代正丁烷(约为0.037mol)溶于20mL 硝基苯,构成油相,加入到装有电动搅拌器、回流冷凝管及温度计的四口瓶中,再称量18g 苯甲酸(约为0.147mol),溶入80mL 浓度为2mol ·L -1氢氧化钾水溶液,构成水相;最后加入1.6g 的固体催化剂DBC -CPVA;在600r ·min -1的搅拌速率下,使反应物料充分分散,将体系的温度升高到80℃,在恒温搅拌下进行反应.于不同的反应时间,取出1mL 反应混合物,离心分离,使三相充分分离,取有机相样品,通过气相色谱分析溴代正丁烷的转化率.928No.4王世伟等：固载化冠醚二苯并-18-冠-6在苯甲酸丁酯合成反应中的相转移催化作用在其他条件不变的情况下,分别改变体系的温度、溶剂的种类及有机相与水相比例,进行上述的酯化反应,考察主要因素对液-固-液三相相转移催化反应的影响.固定溴代正丁烷酯化反应的条件,将回收处理的固体催化剂DBC -CPVA 进行循环使用,考察催化剂的重复使用性能.2结果与讨论2.1DBC -CPVA 对溴代正丁烷酯化反应的催化活性与催化机理在1.3节所述的溴代正丁烷(有机相)与苯甲酸钾(水相)的反应体系中,固定其它反应条件,改变催化剂DBC -CPVA 的投加质量,进行液-固-液三相之间的相转移催化反应,图2给出了催化剂投加量不同时,溴代正丁烷转化率随时间的变化曲线.从图2中看出,在无催化剂时,反应速率很慢,溴代正丁烷的转化率很低,或者说基本不发生反应;当加入固体催化剂DBC -CPVA 后,随着催化剂用量的增加,反应速率加快,溴代正丁烷的转化率提高,显示出DBC -CPVA 对溴代正丁烷与苯甲酸钾之间的亲核取代反应具有非常明显的催化作用.当体系中无催化剂时,溴代正丁烷与苯甲酸钾只能在两相界面上进行反应,反应速率很慢;当加入催化剂DBC -CPVA 后,其表面形成的冠醚-钾离子络合阳离子,不断将苯甲酸根负离子转移至有机相,使溴代正丁烷与苯甲酸根在均相中发生亲核取代反应,反应速率加快;随着固体催化剂用量增加,催化剂的相转移作用增强,亲核取代反应的速率不断加快,溴代正丁烷的转化率不断提高.从图2中也发现,当催化剂加入量高于1.6g 后,反应速率增加缓慢.三相之间的相转移催化反应机理可进一步分析如下.在水相中,苯甲酸与KOH 反应生成苯甲酸钾盐;固体催化剂DBC -CPVA 被溶胀,固载的冠醚二苯并-18-冠-6被充分暴露;由于二苯并-18-冠-6的空穴尺寸(0.26-0.32nm)与K +离子(0.266nm)具有高度的匹配性[24-25],因此,相互之间凭借很强的偶极-离子相互作用,发生高度专一的配合作用,形成1∶1的络合阳离子;该络合阳离子与苯甲酸负离子相结合,形成活性离子对;携带活性离子对的DBC -CPVA 微球进入有机相,在溶胀条件下将亲核物种苯甲酸负离子释放出来,使之与有机相中的溴代正丁烷发生亲核取代反应;然后DBC -CPVA 再回到水相,循环不断地发挥相转移催化作用.上述酯化反应及液-固-液三相之间的相转移反应机理可用图3表示.2.2主要因素对相转移催化反应的影响2.2.1搅拌速率的影响为了排除传质阻力,研究本征动力学,使反应过程真正成为化学反应控制的反应过程,本研究固定图3三相催化剂相转移催化剂DBC -CPVA 催化溴代正丁烷与苯甲酸酯化的反应机理Fig.3Mechanism of triphase catalysis for the esterification of 1-bromobutane with benzoic acid图2DBC -CPVA 投加量不同时溴代正丁烷转化率(x )随时间的变化曲线Fig.2Variation of 1-bromobutane conversion (x )with time for systems with different amounts of DBC -CPVAsolvent:C 6H 5NO 2,V (C 6H 5NO 2)∶V (H 2O)=1∶4,reaction temperature:80℃,agitation rate (r ):600r ·min -1929Acta Phys.-Chim.Sin.,2010Vol.26其它反应条件,改变搅拌速率,进行了液-固-液三相之间的相转移催化反应,图4给出了搅拌速率不同时,溴代正丁烷转化率随时间的变化曲线.可以看出,当搅拌速率低于500r·min-1时,相同时间内溴代正丁烷转化率随搅拌速率的升高而增大,意味着反应速率随搅拌速率的升高而提高.这是由于当搅拌速率较低时,反应物(苯甲酸根)在两相之间的传质过程为控制步骤,加快搅拌速率,加快了反应物在两相之间的传质速率,故反应速率随搅拌速率的加快而增高.同时从图4也可以清楚地发现,当搅拌速率高于500r·min-1时,溴代正丁烷转化率几乎不再随搅拌速率的加快而增大,表明此时反应物在两相之间的传质阻力已基本排除,反应速率已进入了本征动力学范围,即化学反应控制的范围,本研究的这一结果,与其他学者所研究的聚合物负载的三相相转移催化体系的规律很吻合[26-27].在下面的所有动力学实验中,均采用600r·min-1的搅拌速率.2.2.2溶剂极性的影响分别使用苯、甲苯、二甲苯、环已酮、苯乙酮及硝基苯六种不同的溶剂进行了相转移催化反应,图5为六种体系中溴代正丁烷转化率随时间的变化曲线.可以看出,六种溶剂对相转移催化的影响顺序为:硝基苯＞苯乙酮＞环已酮＞甲苯＞二甲苯＞苯.苯、二甲苯、甲苯、环已酮、苯乙酮及硝基苯的极性是不同的,它们的介电常数ε分别是2.275、2.370、2.568、15.34、17.39、34.82.显然,对于本研究的反应体系,以极性最强的硝基苯为溶剂时,反应速率最快;而以极性最弱的苯为溶剂时,反应速率最慢.在负离子为进攻物种的相转移催化体系中,有机相溶剂的极性对催化反应具有很大的影响.使用极性强的溶剂时,溶剂与底物分子之间的强偶极-偶极相互作用,会促进底物分子中卤原子与烷基的分离,而溶剂与活性离子对之间的强离子-偶极相互作用,则会促进活性离子对(存在于三相转移催化剂DBC-CPVA的表面)的拆分,这两者都有利于负离子物种苯甲酸根与底物分子溴代正丁烷之间的反应[28-29];另外,对于交联聚乙烯醇微球负载的三相相转移催化剂,有机溶剂极性越强,在有机相中的溶胀性能越好,越有利于负离子反应物种从活性离子对中的释放过程.有机溶剂极性的上述两种正性影响的结果,使得溴代正丁烷与苯甲酸(钾盐)之间的三相相转移催化的酯化反应,在极性最强的硝基苯中进行时,反应效果最好.2.2.3有机相体积的影响固定其它反应条件,改变有机相与水相的体积比例(溴代正丁烷的用量固定,通过改变溶剂硝基苯的体积,从而改变有机相与水相的体积比例),进行了相转移催化反应.图6给出了在不同有机相/水相比例条件下,溴代正丁烷转化率随时间的变化曲线,图7则给出了反应时间均为11h时,溴代正丁烷转化率与有机相/水相比例之间的关系曲线.由图6与图7可以看出,当有机相含量较小时,随着有机相比例的增大,溴代正丁烷的转化率大幅度提升;当有机相与水相体积比约为0.25∶1(1∶4)时,转化率达最大值(约70%),然后随有机相比例的增大,转化率转而下降.对发生这一变化趋势的可能原因分析如下:苯甲酸根与络合阳离子K+-DBC-CPVA 相结合所形成的离子对,在有机相中被拆分,苯甲酸图4在不同搅拌速率下溴代正丁烷转化率与时间的关系曲线Fig.4Relationship of1-bromobutane conversion and time at different agitation ratessolvent:C6H5NO2,V(C6H5NO2)∶V(H2O)=1∶4,reaction temperature:80℃图5使用不同溶剂时溴代正丁烷转化率与时间的关系曲线Fig.5Relationship of1-bromobutane conversion andtime in different solventstemperature:80℃,V(C6H5NO2)∶V(H2O)=1∶4,r=600r·min -1930No.4王世伟等：固载化冠醚二苯并-18-冠-6在苯甲酸丁酯合成反应中的相转移催化作用根不断被释放出来;当有机相的用量比较小时,限制了有机相中苯甲酸根的溶解程度,直接影响到有机相中的取代反应;随着有机相用量的增多,有机相中能够容纳苯甲酸根的能力增强,加快了有机相中的亲核取代反应;当有机相与水相体积比约为1: 4时,可能此时苯甲酸根的提供已经很充分,控制反应速率快慢的主要因素转变为有机相中溴代正丁烷的浓度;当体系中有机相的比例继续增大时,有机相中溴代正丁烷浓度的稀释效应便充分地显露出来,使亲核取代反应的速率明显地减慢,因而在图7的曲线上出现了最大值.由此看来,与液-液相转移催化体系类似,在三相相转移催化体系中,有机相与水相的比例也有一最适宜的数值,对于本研究体系,适宜的有机相与水相体积之比为0.25∶1(1∶4).2.2.4温度的影响及催化反应动力学固定其它反应条件(有机相与水相体积比取1∶4,使反应落在有机相底物浓度的控制区),改变反应温度,进行了液-固-液三相相转移催化酯化反应,图8给出了不同温度下溴代正丁烷转化率随时间的变化曲线,图9则给出了各温度下-ln(1-x)对反应时间的关系曲线(先按一级反应的动力学规律处理数据,进行探讨).由图8看到,随着反应温度的提高,反应速率加快,相同时间内溴代正丁烷转化率增大.从图9可以清楚地看到,在所考察的温度范围内,-ln(1-x)与反应时间之间均具有良好的直线关系,而且直线均通过原点,表明催化反应服从一级反应的动力学规律.当传质阻力被排除后,相转移催化反应的控制过程发生在有机相.有机相中的亲核取代反应本应该是二级反应,其速率方程如式(1)所示(A、B分别代表水相与有机相中的反应物).在本研究体系中,可能由于水相中的苯甲酸钾大大过量于有机相中的溴代正丁烷,且苯甲酸根能被相转移催图6采用不同的有机相比例时溴代正丁烷转化率与时间的关系曲线Fig.61-Bromobutane conversion curve at different volume ratios of organic phase to water phase solvent:C6H5NO2,temperature:80℃,r=600r·min-1图7有机相用量对溴代正丁烷转化率的影响Fig.7Effect of volume ratio of organic phase to water phase on1-bromobutane conversionreaction time:11h图8不同温度下溴代正丁烷转化率与时间的关系曲线Fig.81-Bromobutane conversion curve at differenttemperaturessolvent:C6H5NO2,V(C6H5NO2)∶V(H2O)=1∶4,r=600r·min-1图9-ln(1-x)与反应时间的关系曲线Fig.9Relationship curve between-ln(1-x)andreaction time931Acta Phys.-Chim.Sin.,2010Vol.26化剂充分地转移、释放至有机相中,故使有机相中c A垌c B,导致有机相中的酯化反应变成了准一级反应,其速率方程的微分形式与积分形式如式(2)及式(3)所示,故导致了上述的动力学特征.-d c B=kc A c B(1)当c A垌c B时,有-d c Bd t=k′c B(2)ln11-x=k′t(3)2.3循环使用性能固体催化剂DBC-CPVA循环使用8次,图10给出了循环使用过程中(每次反应11h),反应体系中溴代正丁烷转化率的变化情况.显然,在8次的循环实验中,在第2次使用时,固体催化剂DBC-CPVA 的催化活性有一定的下降(可能原来物理吸附于固体催化剂表面的冠醚,经首次使用后脱落所致),但此后再循环使用时,催化活性基本保持稳定,表明本研究所制备的固载有冠醚的三相相转移催化剂DBC-CPVA,具有优良的重复使用稳定性.3结论本研究将二苯并-18-冠-6化学固载于交联聚乙烯醇微球表面,制得了固载有冠醚的三相相转移催化剂DBC-CPVA,将其用于苯甲酸与溴代正丁烷的酯化反应,实验结果表明,固体催化剂DBC-CPVA 具有良好的相转移催化活性与循环使用性能.当搅拌速率高于500r·min-1时,传质阻力可基本消除,反应动力学为本征动力学;使用极性强的溶剂,有利于液-固-液之间的相转移催化作用;有机相的用量对三相相转移催化反应有明显的影响,当有机相与水相体积比约为1∶4时,相转移催化的效果最好;当水相中反应物用量大大过量时,整个催化反应呈现一级反应的动力学特征.References1Yadav,G.D.;Lande,S.V.Appl.Catal.A,2005,287:2672Yadav,G.D.;Bisht,P,mun.,2004,5:2593Kong,Y.T.;Kakiuchi,T.J.Electroanal.Chem.,1998,446:194Yadav,G.D.;Jadhav,Y.B.;Sengupta,S.Chem.Eng.Sci.,2003, 58:26815Li,X.;Santos,J.;Bu,X.R.Tetrahedron Lett.,2000,41:40576Yang,H.M.;Li,C.C.J.Mol.Catal.,2006,246:257Sarhan,A.A.;Abdelaal,M.Y.;Abdel-Latiff,E.H.Polymer,1999, 40:2338Yang,H.M.;Lin,C.L.J.Mol.Catal.,2003,206:679覵誰ska,B.;Pankiewicz,R.;Schroeder,G.;Maia,A.J.Mol.Catal., 2007,269:14110覵誰ska,B.;Pankiewicz,R.;Schroeder,G.;Maia,A.Tetrahedron Lett.,2006,47:567311Yang,H.M.;Wu,P.I.;Li,C.M.Appl.Catal.A,2000,193:129. 12Watanabe,H.;Iijima,T.;Fukuda,W.;Tomoi,M.React.Funct.Polym.,1998,37:10113Satrio,J.A.B.;Glatzer,H.J.;Doraiswamy,L.K.Chem.Eng.Sci., 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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。

在化学领域中，18-冠-6-醚是一种重要的化合物，它在许多反应中都扮演着重要的催化作用。

今天我们就来深入探讨18-冠-6-醚对前述反应的催化原理。

1. 18-冠-6-醚的结构和性质让我们简单介绍一下18-冠-6-醚的结构和性质。

18-冠-6-醚是一种环状化合物，其分子结构由6个氧原子构成的大环组成。

这种结构使得18-冠-6-醚具有较强的配位能力和选择性，从而使其成为许多化学反应中的重要催化剂。

2. 18-冠-6-醚在催化反应中的作用机制接下来，让我们深入探讨18-冠-6-醚在催化反应中的作用机制。

在许多有机合成反应中，18-冠-6-醚可以与金属离子形成稳定的配合物，从而在反应中起到催化剂的作用。

这种配合物具有较强的化学活性，可以促进反应底物的选择性吸附和活化，进而加速反应进程，并提高产物的产率和纯度。

3. 对18-冠-6-醚催化原理的个人理解从个人的角度来看，我认为18-冠-6-醚作为催化剂的原理主要在于其与金属离子形成的配合物所具有的化学活性。

这种配合物能够与反应底物发生特定的配位作用，从而在反应中引入新的反应通道，提高了反应的速率和选择性。

在有机合成领域，18-冠-6-醚常常被广泛应用于各种复杂的反应体系中，取得了显著的效果。

4. 总结与回顾18-冠-6-醚作为一种重要的催化剂，在有机合成反应中发挥着重要作用。

通过与金属离子形成稳定的配合物，它能够促进反应的进行，并提高产物的产率和纯度。

对于有机化学研究而言，深入理解18-冠-6-醚对前述反应的催化原理，对于指导实验设计和优化反应条件具有重要的意义。

在本文中，我们从18-冠-6-醚的结构和性质出发，探讨了其在催化反应中的作用机制，并共享了个人对其催化原理的理解。

希望通过本文的阐述，读者能够对这一领域的研究有更全面、深刻和灵活的理解。

18-冠-6-醚作为一种重要的化合物，在化学领域中扮演着重要的催化剂的角色。

其结构和性质使其具有较强的配位能力和选择性，从而在许多化学反应中发挥着巨大的作用。

第２３卷第１期化　学　研　究中国科技核心期刊２０１２年１月ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ｈｘｙｊ＠ｈｅｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ叔丁基取代二苯并－１８－冠－６的合成张少峰１，２＊，王海荣２（１．Ｆｒｏｎｔａｇｅ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ　１９３４１，ＵＳＡ；　２．清华大学核能与新能源技术研究院，北京１０２２０１）摘　要：以二甘醇和邻苯二酚为原料制得二苯并－１８－冠－６；以多聚磷酸为催化剂和溶剂，将二苯并－１８－冠－６与叔丁醇反应实现叔丁基化；利用正庚烷重结晶对叔丁基化反应产物进行纯化，得到４，４′－二叔丁基二苯并－１８－冠－６和４，５′－二叔丁基二苯并－１８－冠－６两种对称的二叔丁基二取代苯并冠醚产品．利用红外光谱和核磁共振谱表征了二叔丁基二取代苯并冠醚产物的结构．关键词：二苯并－１８－冠－６；二叔丁基二苯并－１８－冠－６；叔丁基化；合成中图分类号：Ｏ　６２１．３文献标志码：Ａ文章编号：１００８－１０１１（２０１２）０１－０００１－０３Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　ｄｉ（ｔ－ｂｕｔｙｌ）ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６ＺＨＡＮＧ　Ｓｈａｏ－ｆｅｎｇ１，２＊，ＷＡＮＧ　Ｈａｉ－ｒｏｎｇ２（１．Ｆｒｏｎｔａｇｅ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ１９３４１，ＵＳＡ；２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｎｕｃｌｅａｒ　ａｎｄ　Ｎｅｗ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６ｗａｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｇｌｙｃｏｌ　ａｎｄ　ｏ－ｄｉｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｅｎｅ　ａｓｉｎｉｔｉａｌ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ａｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６ｗａｓ　ｔｈｅｎ　ａｌｌｏｗｅｄ　ｔｏ　ｒｅａｃｔ　ｗｉｔｈ　ｔ－ｂｕｔａｎｏｌ　ｉｎｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｃｅ　ｏｆ　ｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ　ａｃｉｄ　ａｓ　ｃａｔａｌｙｓｔ　ａｎｄ　ｓｏｌｖｅｎｔ，ｒｅａｌｉｚｉｎｇ　ｔ－ｂｕｔｙｌａｔｉｎｇ　ｏｆ　ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６．Ｔｈｅ　ｔ－ｂｕｔｙｌａｔｉｎｇ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｗｅｒｅ　ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ　ｉｎ　ｎ－Ｃ７Ｈ１６ｙｉｅｌｄｉｎｇ　４，４′－ｄｉ（ｔ－ｂｕｔｙｌ）ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６ａｎｄ　４，５′－ｄｉ（ｔ－ｂｕｔｙｌ）ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６．Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　４，４′－ｄｉ（ｔ－ｂｕｔｙｌ）ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６ａｎｄ　４，５′－ｄｉ（ｔ－ｂｕｔｙｌ）ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６ｗｅｒｅ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃ－ｔｒｏｍｅｔｒｙ　ａｎｄ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６；ｄｉ（ｔ－ｂｕｔｙｌ）ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６；ｔ－ｂｕｔｙｌａｔｉｎｇ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ 由二苯并－１８－冠－６氢化得到的二环己基并－１８－冠－６为目前用于高放废液分离ＴＲＰＯ流程中的除Ｓｒ萃取剂［１－２］，在小试过程中萃取效果良好．而将二环己基并－１８－冠－６应用于台架实验时发现二环己基并－１８－冠－６具有一定的水溶性，在反复实验中有试剂流失现象．若能将该冠醚进行烷基化修饰，其水溶性将降低［３］，萃取性能将得到改进，会更有利于其循环使用．而在二环己基并－１８－冠－６上引入烷基的最简便的方法为对其前体二苯并－１８－冠－６先进行苯环上的烷基化，再氢化，即可得到烷基化的二环己基并－１８－冠－６．作者旨在探索二苯并－１８－冠－６的烷基化反应及纯化方法，为制得烷基化的二环己基并－１８－冠－６完成关键的一步．对苯并冠醚进行烷基化，由于选择性不强，很难得到单一产物，常为多种取代的混合物［４－５］．若将这些混合物氢化后作为萃取剂，势必会因为组成不稳定而导致性能不稳定，就不能被应用；另外由于萃取剂的萃取性能和该化合物的结构有很大关系［６］，一般对称性越强，其萃取性能也越强．因此只有设法对烷基化后的冠醚进行简便分离，得到具有对称结构的取代产物，才能真正实现一种新的优良萃取剂的开发，而将来才可能实现替代二环己基并－１８－冠－６．收稿日期：２０１１－０６－２９．基金项目：８６３计划资助项目（２００３ＡＡ５１８０２０）．作者简介：张少峰（１９７８－），男，博士，主要从事分析化学，电化学及有机合成方面的研究．＊通讯联系人．２　化　学　研　究２０１２年１　实验部分１．１　仪器与试剂１　Ｈ　ＮＭＲ用ＤＭＸ３００型核磁共振仪测定（英国Ｂｒｕｋｅｒ公司）；ＩＲ用Ｎｉｃｋｏｌｅｔ　ＮＥＸＵＳ　４７０型红外光谱仪测定（美国尼高力公司）．多聚磷酸为化学纯，叔丁醇、二氯甲烷、氢氧化钠、正庚烷等试剂均为分析纯．１．２　合成路线合成路线如图１所示．图１　目标化合物的合成路线Ｆｉｇ．１　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｒｏｕｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔａｒｇｅｔ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ１．３　实验步骤１．３．１　双（２－氯乙基）醚的合成［７］１Ｌ的四口瓶，装上机械搅拌、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计，冷凝管上端接气体导出管，产生的气体用过饱和的ＮａＯＨ溶液吸收．加入１９０ｍＬ二甘醇，开启搅拌，用恒压滴液漏斗滴加２９４ｍＬ氯化亚砜，温度控制在６０℃左右，滴加完毕，升温到１０５～１０８℃保持２ｈ后停止反应．加入２５０ｍＬ　ＣＨ２Ｃｌ２和２５０ｍＬ饱和碳酸氢钠水溶液萃取，先洗至碱性，充分搅拌，再水洗至中性．有机相先常压蒸出ＣＨ２Ｃｌ２，温度升至１００℃后改为减压蒸馏，收集１０８～１１０℃／１３５ｋＰａ馏分２１８ｇ，产率７９％．红外光谱检测未发现羟基峰，证明生成了双（２－氯乙基）醚．１．３．２　二苯并－１８－冠－６（ＤＢ１８Ｃ６）的制备［７］向带有搅拌、冷凝、控温、恒压滴液漏斗以及导气装置的１Ｌ四口瓶中加入７５ｇ（０．６８ｍｏｌ）邻苯二酚和４５０ｍＬ正丁醇以及５ｇ四丁基溴化胺，开动搅拌．加入５７ｇ　ＮａＯＨ．迅速加热回流（约１１５℃）后，开始滴加５３ｇ（０．３７ｍｏｌ）双（２－氯乙基）醚和３０ｍＬ正丁醇配成的溶液，递加完毕后回流１ｈ，冷却至９０℃，再次加入５７ｇ　ＮａＯＨ，搅拌回流０．５ｈ后，再次滴加５３ｇ（０．３７ｍｏｌ）双（２－氯乙基）醚和３０ｍＬ正丁醇配成的溶液，继续反应１２ｈ．用ＨＣｌ酸化至体系为酸性，减压浓缩后，丙酮稀释浆状物，抽滤得粗产品，再用大量水洗三次，丙酮洗涤两次，得到二苯并－１８－冠－６的粗产品．粗产品通过活性炭吸附及甲苯重结晶纯化，得到产物６７ｇ，产率５５％，熔点１６３～１６４℃［７］；ＩＲ（ＫＢｒ）ν：２　８６０～２　９４０ｃｍ－１（ＣＨ２伸缩振动），１　３２０ｃｍ－１，１　３６０ｃｍ－１（ＣＨ弯曲振动），１　０６０～１　２５０ｃｍ－１（醚环上Ｃ－Ｏ伸缩振动）．１　Ｈ　ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，６００ＭＨｚ）δ：６．８６（ｓ，２８Ｈ，８ＣＨ），４．１８～４．０２（２ｔ，１６Ｈ，８ＣＨ２）．１．３．３　叔丁基取代的二苯并－１８－冠－６的合成１００ｍＬ的圆底烧瓶加上机械搅拌和温度计，加入５２．６ｇ多聚磷酸，加热套加热到６０℃时，加入５．３ｇ（０．０１５ｍｏｌ）二苯并－１８－冠－６，并开动搅拌使其尽量溶解，得淡绿色不透明混合物．待其完全溶解后，向溶液中一次性加入５．９ｍＬ（０．０６ｍｏｌ）叔丁醇，并在６０℃反应５ｈ，反应液颜色变为棕色，结束反应．向反应物中慢慢加入适量的水，放出大量热，液体分层，上层为棕色液体，下层为淡黄色不透明液体．待稍微冷却后加入ＣＨ２Ｃｌ２萃取，静置分层，上层为乳白色液体，下层为澄清透明的液体．取上层液体，用２０％的ＮａＯＨ溶液洗涤有机相至碱性，再水洗至中性，得金黄色不透明的液体，减压浓缩，得到淡黄色黏稠液体．将黏稠液体热溶于正庚烷中，然后放在冰箱中冷却结晶，得到淡黄色粉末，过滤后再次在正庚烷中重结晶，经过滤、干燥，得到第１期张少峰等：叔丁基取代二苯并－１８－冠－６的合成３　白色粉末状晶体．ＩＲ（ＫＢｒ）ν：１　５８８，１　５２１ｃｍ－１（苯环骨架振动）；２　９６０～２　８６８ｃｍ－１（ＣＨ２，ＣＨ３伸缩振动）；１　４１９．６６ｃｍ－１，１　３６１．３０ｃｍ－１（ＣＨ２，ＣＨ３弯曲振动）；１　２６０，１　１３７，１　０６０ｃｍ－１（醚键Ｃ－Ｏ伸缩振动）；９６８，８６０，７９９ｃｍ－１（苯环Ｃ－Ｈ面外伸缩振动）．ＩＲ说明有叔丁基取代到苯环上．１　Ｈ　ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，６００ＭＨｚ）δ：６．９２～６．８８（ｍ，４Ｈ，４ＣＨ），６．８１～６．７８（ｍ，２Ｈ，２ＣＨ），４．２０～４．０４（ｍ，１６Ｈ，８ＣＨ２），１．２８（ｓ，１８Ｈ，３ＣＨ３）．由核磁分析可以得出产品为间位叔丁基双取代产物，考虑到定位基效应，对称性及位阻的影响，确定产物为４，４′－二叔丁基二苯并－１８－冠－６与４，５′－二叔丁基二苯并－１８－冠－６（图１）２　结果与讨论二苯并－１８－冠－６与叔丁醇反应，进行叔丁基化是个很难控制的反应，由于反应的选择性不强，因此很难得到单一产物，理论分析会得到一取代，二取代，多取代产物的混合物，实验中应用薄层色谱检测，以ＶＣＨ２Ｃｌ２∶ＶＣＨ３ＯＨ∶Ｖｎ－Ｃ７Ｈ１６＝２∶１∶２为展开剂，发现产物为多种，几种产物的比移值相当接近，很难通过柱色谱分离．试图通过结晶方法分离，却发现该产品在很多试剂中都难于结晶，最后找到正庚烷作为结晶溶剂，实现了结晶，并且实现了很好的分离，得到了我们期待的具有对称结构的双取代产物．３　结论作者以二苯并－１８－冠－６为原料，以多聚磷酸为溶剂和催化剂，与叔丁醇反应，实现了二苯并－１８－冠－６的叔丁基化．反应条件温和，易于操作，合成成本低，产率高．并且通过在正庚烷中重结晶的方法，实现了对称双叔丁基取代的二苯并－１８－冠－６的纯化，得到产品为４，４′－二叔丁基二苯并－１８－冠－６与４，５′－二叔丁基二苯并－１８－冠－６两种异构体．参考文献：［１］王建晨，王秋萍，宋崇立．用二环己基２１８２冠醚２６从高放废液中萃取去除（９０）Ｓｒ的热实验［Ｊ］．原子能科学技术，１９９８，３２：５７－５９．［２］何龙海杨大助．冠醚萃取法从高放废液中去除锶：冠醚萃取锶的化学研究［Ｊ］．核科学与工程，１９９４（４）：３５０－３５６．［３］ＬＪＥＲＫＡ　Ｔ　Ｂ，ＰＡＮＮＥＣＯＵＱＵＥ　Ｃ，ＣＬＥＲＣＱ　Ｅ　Ｄ．Ｓｏｄｉｕｍ　ａｎｄ　ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｂｅｎｚｅｎｅａｚｏｐｈｏｓｐｈｏｎａｔｅ　ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ　ｗｉｔｈ　ｃｒｏｗｎｅｔｈｅｒｓ：Ｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｃｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］．Ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｎ，２００９，２８（１６）：３４４９－３４５８．［４］ＫＵＺＮＥＴＳＯＶ　Ｄ　Ｖ，ＡＮＤＲＥＥＶ　Ｓ　Ａ，ＴＡＳＨＭＵＫＨＡＥＤＯＶＡ　Ａ　Ｋ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｂｉｓ（ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６）ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ［Ｊ］．Ｏ′ｚｂｅｋｉｓｔｏｎ　Ｋｉｍｙｏ　Ｊｕｒｎａｌｉ，２００８（１）：９－１３．［５］戴荣继，黄载福．高分子冠醚液晶与全烷基化β－环糊精分离位置异构体的比较［Ｊ］．北京理工大学学报，１９９６，１６（２）：１７０－１７５．［６］小田良平．王冠醚化学［Ｍ］．北京：原子能出版社，１９８５．［７］王海荣，张平，李传博，等．二环己基并－１８－冠－６－合成工艺的改进［Ｊ］．化学试剂，２００７，２９（３）：１８４－１８６．。

二苯并-18-冠醚-6用途解释说明以及概述1. 引言1.1 概述二苯并-18-冠醚-6是一种有机化合物，在化学和生命科学领域具有广泛的用途和重要性。

它具有特殊的分子结构和物理化学性质，使其成为许多应用领域中的重要研究对象。

本文将对二苯并-18-冠醚-6的定义、性质、用途解释说明以及实际应用案例进行详细介绍和分析。

1.2 文章结构本文主要包括引言、二苯并-18-冠醚-6的定义和性质、二苯并-18 -冠醚-6的用途解释说明、二苯并-18-冠醚-6的实际应用案例分析以及结论等部分。

通过这些内容，读者将能够全面了解二苯并-18-冠醚-6在不同领域中的应用情况以及其潜在的发展方向。

1.3 目的本文旨在系统地阐述二苯并-18 -冠醚- 6的重要性和潜在价值，并为读者提供一个全面了解该化合物的平台。

通过对定义、性质、用途和实际应用案例的解析，希望能够增强读者对二苯并-18-冠醚-6在各个领域中的应用前景和研究意义的认识，并为进一步的研究和开发提供参考。

2. 二苯并-18-冠醚-6的定义和性质2.1 定义:二苯并-18-冠醚-6是一种具有特殊环状结构的化合物，它由一个二苯并环和六个氧原子组成的冠醚环构成。

它的化学式为C34H40O6。

2.2 分子结构和特点:二苯并-18-冠醚-6分子中的二苯并环以及其中的氧原子形成一个六元冠状环，这种特殊结构赋予了它一些独特的性质。

它具有较高的溶解度，可以在许多有机溶剂中溶解，并且具有一定程度的稳定性。

此外，其分子大小适中，可以与金属离子形成络合物。

2.3 物理化学性质:二苯并-18-冠醚-6是无色固体，在常温下稳定。

它具有较低的熔点和沸点，并且能够在较宽的温度范围内保持其物理化学性质。

该化合物对光线敏感，需要储存在避光条件下以保持其活性。

此外，二苯并-18-冠醚-6具有较好的溶解性和热稳定性，使其在实际应用中具有广泛的用途。

它可作为一种官能化合物，可以通过改变冠醚环上的取代基而获得各种衍生物，从而拓展其化学性质和应用领域。

含二苯并-18-冠-6冠醚环的偶氮型液晶冠醚的合成郑世军;张晓静;张淑媛;王书红;韩改革;李自法【期刊名称】《应用化学》【年(卷),期】2006(23)1【摘要】以4′-正烷氧基联苯-4-甲酸和顺(反)-4,4′-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并-18-冠-6为原料,通过溶液缩合反应,合成了一系列新的偶氮型液晶冠醚,产率为91.7%～95.8%,产物经元素分析、核磁共振、紫外可见分光光度计、红外光谱、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱、示差扫描量热法、偏光显微镜和X射线衍射表征. 化合物4Ⅰ和4Ⅱ加热至各自的熔点以上都能形成液晶态,可以观察到近晶相和向列相(4ⅡD)的典型织构. 随分子末端烷氧基碳原子数增加,化合物4Ⅰ和4Ⅱ的熔点(Tm)和液晶态的清亮点(Ti)逐渐降低,液晶态的温度范围较宽.【总页数】6页(P12-17)【作者】郑世军;张晓静;张淑媛;王书红;韩改革;李自法【作者单位】郑州大学,材料工程学院,郑州,450052;郑州大学,材料工程学院,郑州,450052;郑州大学,化学系,郑州,450052;郑州大学,材料工程学院,郑州,450052;郑州大学,材料工程学院,郑州,450052;郑州大学,材料工程学院,郑州,450052【正文语种】中文【中图分类】O625.6【相关文献】1.新品研发辑要——含二苯并-18-冠-6和二苯并-14-冠-4的酰胺型液晶冠醚的合成 [J], 张晓静; 张淑媛; 郑世军; 王志玲; 李自法2.含X-型二维液晶基元和顺式-4,4′-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并-14-冠-4冠醚环液晶共聚酯的合成与表征 [J], 郑世军;徐晓辉;王经武;张淑媛;杜洋;李晓威;李自法;周其凤3.含X-型二维液晶基元和反式-4,4′-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并-18-冠-6冠醚环的液晶共聚酯的合成与表征 [J], 张淑媛;刘玉坤;徐晓辉;郑世军;王经武;王萌;史鸿威;李自法;周其凤4.含X-型二维液晶基元和顺式-4,4′-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并-18-冠-6冠醚环液晶共聚酯的合成与表征 [J], 张晓静;张淑媛;杨海隆;贾天刚;牛英英;王世银;李自法5.含二苯并-18-冠-6冠醚环的主链型液晶共聚酯的设计与合成(英文) [J], 张淑媛;张晓静;贾天刚;郝国亮;李自法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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。