Кіріспе
Циклді, көп тісті лигандтар катиондарды қапсулалауға бейім. Химияда криптондар – синтетикалық, бициклді және полициклді, көп тісті лигандтар отбасы. 1987 жылы Химия саласындағы Нобель сыйлығы Дональд Крам, Жан-Мари Лен және Чарльз Педерсенге криптондар мен тәждік эфирлерді ашу және қолдану мүмкіндіктерін анықтаудағы еңбектері үшін берілді, осылайша қазір дамып келе жатқан супермолекулалық химия саласын құра отырып. "Криптонд" термині бұл лигандтың субстраттарды криптада байлап, қонақты жерлеу сияқты көмуін білдіреді. Бұл молекулалар тәждік эфирлердің үш өлшемді аналогтары болып табылады, бірақ қонақ иондары үшін кешендер құру кезінде одан да таңдамалы және күшті болады. Соның нәтижесінде пайда болған кешендер липофильді болып табылады.
In chemistry, cryptands are a family of synthetic, bicyclic and polycyclic, multidentate ligands for a variety of cations. The Nobel Prize for Chemistry in 1987 was given to Donald J. Cram, Jean Marie Lehn, and Charles J. Pedersen for their efforts in discovering and determining uses of cryptands and crown ethers, thus launching the now flourishing field of supramolecular chemistry. The term cryptand implies that this ligand binds substrates in a crypt, interring the guest as in a burial. These molecules are three dimensional analogues of crown ethers but are more selective and strong as complexes for the guest ions. The resulting complexes are lipophilic.
Құрылымы
Ең көп таралған және ең маңызды криптан - N[CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2]3N; осы қосылыстың жүйелі IUPAC атауы - 1,10-диаза-4,7,13,16,21,24-гексаоксибицикло[8.8.8]гексакозан. Бұл қосылыс [2.2.2] криптан деп аталады, мұндағы сандар амин азот топкалары арасындағы үш көпірдің әрқайсысындағы эфирлік оттегі атомдарының санын (сонымен қатар байланыс орындарын) көрсетеді. Көптеген криптандар Kryptofix саудалық атауымен қолжетімді. Барлық амин криптандары сілті металл катиондарына ерекше жоғары бейімділікке ие, бұл K⁻ тұздарын бөліп алуға мүмкіндік берді.
Катиондық байланысу
Криптондтың үш өлшемді ішкі қуысы "қонақ" иондары үшін байланыс орны – немесе қабылдаушы – қызметін атқарады. Катиондық қонақ пен криптонд арасындағы кешен криптотат деп аталады. Криптондар көптеген "қатты катиондармен" кешендер құрайды, оның ішінде NH4+, лантаноидтар, сілті металдары және сілтілік жер металдары бар. Корона эфирлерінен өзгеше, криптондар қонақ иондарын азот және оттегі донорларын пайдаланып байланыстырады. Бұл үш өлшемді қаптау тәсілі белгілі бір мөлшерге қарай іріктеуге мүмкіндік береді, соның арқасында сілті металдарының катиондарын ажыратуға болады (мысалы, Na+ пен K+). Кейбір криптондар люминесцентті.
Аниондық байланысу
Полиамин негізіндегі криптандтарды полиаммонийлі қуыстарға түрлендіруге болады, олар аниондарға жоғары бейімділік танытады.
Зертханалық қолданыстар
Криптондар кейбір коммерциялық қолданыстарға ие (мысалы, біртекті уақыт бойынша шешілетін флуоресценция, HTRF, технологияларында, онда Eu3+ орталық ион ретінде қолданылады). Көбірек маңызға иесі, олар бейорганикалық және органикалық металл тұздарын синтездеуге арналған реагенттер болып табылады. Крон эфирлеріне қарағанда қымбатқа түсетін және дайындау қиын болғанымен, криптондар сілті металдарын күштірек байланыстырады. Олар ерекше түрде жоғары негіздік аниондардың тұздарын бөліп алу үшін қолданылады. Олар ерітілген сілті металл катиондарын липофильді катиондарға айналдырады, соның арқасында түзілген тұздар органикалық еріткіштерде ерігіш болады. Оқулықтарда мойындалған жетістіктерге сүйенсек, криптондар алкалидтер мен электридтердің синтезін мүмкін етті. Мысалы, аммиактағы натрий ерітіндісіне 2,2,2 криптан қосу [Na(2,2,2 криптан)]+e− тұзын, көк-қара парамагниттік қатты зат түрінде бөліп алуға мүмкіндік береді. Криптондар сондай-ақ Sn94− сияқты Зинтель иондарын кристалдау үшін де қолданылды. Көбінесе тәжірибеде қолданылмаса да, криптондар фазалық ауыстыру катализаторлары ретінде де пайдаланылуы мүмкін, себебі олардың катиондық кешендері липофильді болып келеді.