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穴醚

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穴醚，又稱隱烷，是一類人工合成的，可以與陽離子發生配位的雙環和多環多齒配體。最為常見且最為重要的穴醚是N[CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2]3N。穴醚的製備較為困難，且價格昂貴；但是，與冠醚之類的其他配位劑相比，穴醚與鹼金屬離子結合更緊密，選擇性更強。通過配位，穴醚可以將一般情況下不溶於有機溶劑的鹽類溶於另一相中，用作相轉移催化劑，加快化學反應的速率；也可以穩定鹼金屬正離子，使鹼化物和電子鹽得以合成。另外，穴醚還可以幫助Sn9之類津特耳離子（Zintl ion）的結晶。
中文名
穴醚
外文名
cryptand
別    名
隱烷

目錄

  1. 1 產品介紹
  2. 2 結構
  3. 3 性質
  4. 4 用途

穴醚產品介紹

穴醚，又稱隱烷，是一類人工合成的，可以與陽離子發生配位的雙環和多環多齒配體。“穴醚（cryptand）”一詞是指該配體形如空穴，將底物分子容納在裏面。整個分子是一個三維的結構。因此與單環的冠醚相比，穴醚配合物更加穩定，對底物分子的選擇性也更強。形成的複合物具有脂溶性。唐納德·克拉姆、讓-馬裏·萊恩和查爾斯·佩德森通過對穴醚和冠醚進行研究，開創了超分子化學的先例，並因此獲得了1987年的諾貝爾化學獎。

穴醚結構

圖1 穴醚圖 圖1 穴醚圖
最為常見且最為重要的穴醚是N[CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2]3N（圖1），IUPAC名稱為1,10-二氮雜-4,7,13,16,21,24-六氧雜雙環[8.8.8]二十六碳烷，俗稱[2.2.2]-穴醚。方括號內的數字表示在兩個氮橋頭之間每個橋上的氧原子個數。
全胺穴醚對鹼金屬陽離子具有極高的親和力，通過穴醚與鹼金屬作用，可以成功得到含K等鹼金屬陰離子的鹽類。

穴醚性質

穴醚的三維內部空腔可以和外來離子緊密結合，形成的複合物被稱為穴狀化合物。結合能力最強的是較硬的陽離子，包括NH4（銨離子）和鑭系元素、鹼金屬、鹼土金屬的陽離子。穴醚利用分子中的氮和氧與這些離子配位，由於不同的離子與不同三維結構的穴醚結合能力不同，通過選取適當的穴醚，可以將不同的鹼金屬陽離子區分或分離出來。
與冠醚類似，大環穴醚一般也是利用胺和鹵代烴的縮合反應制備的。但由於環系更為複雜，穴醚的產率通常不高。

穴醚用途

穴醚的製備較為困難，且價格昂貴；但是，與冠醚之類的其他配位劑相比，穴醚與鹼金屬離子結合更緊密，選擇性更強。通過配位，穴醚可以將一般情況下不溶於有機溶劑的鹽類溶於另一相中，用作相轉移催化劑，加快化學反應的速率；也可以穩定鹼金屬負離子，使鹼化物和電子鹽得以合成。另外，穴醚還可以幫助Sn9之類津特耳離子（Zintl ion）的結晶。
在製作放射醫學需要的顯像用藥物氟代脱氧葡萄糖（簡稱 FDG）時，會使用[2-2-2]穴醚來絡合反應物KF中的鉀離子，提高放射性F離子的親核性，以便將F連接到脱氧葡萄糖中。