Криптанды

КРИПТАНДЫ, макрогетероциклические соединения, в состав которых входят два или более цикла, содержащих гетероатомы (О, N, S), соединённые между собой этиленовыми мостиками (смотри, например, формулы I-IV, R - органический заместитель). Рассматриваются как трёхмерные аналоги краун-эфиров. В молекулах криптанд имеются общие для нескольких циклов - узловые - атомы (С или N). Модифицирование боковых заместителей, изменение числа и типа гетероатомов в цикле или варьирование числа и размера циклов приводит к образованию большого числа разнообразных криптанд. Впервые синтезированы Ж. М. Леном в 1968. За открытие и исследование свойств макрогетероциклических соединений Ж. М. Лену, Ч. Педерсену, Д. Краму присуждена Нобелевская премия (1987).

Криптанды - жидкости или кристаллические вещества, растворимые в воде и органических растворителях. С катионами (щелочных, щёлочноземельных и некоторых других металлов), нейтральными молекулами (например, воды), анионами (Cl–, Br– и др.) образуют макроциклические комплексные соединения (криптаты), в которых «гость» расположен в трёхмерной внутримолекулярной полости криптанд и экранирован от взаимодействия с растворителем и противоионом. Своё название получили из-за способности сферически окружать ионы металлов (от греческого ϰρυπτός - скрытый). Щелочные металлы в присутствии криптанд растворяются в координирующих органических растворителях.

Криптанды с узловыми атомами N получают ацилированием азакраун-эфиров хлорангидридами дикарбоновых кислот с последующим восстановлением образующихся бициклических диамидов. Криптанды с узловыми атомами С синтезируют алкилированием гидроксиалкилкраун-эфиров дитозилатами полиэтиленгликолей. Криптанды - катализаторы и модификаторы различных химических реакций в органическом синтезе, высокоселективные сорбенты, экстрагенты для металлов, мембраноактивные соединения в ионоселективных электродах. Способность криптанд и краун-эфиров реализовывать комплексные взаимодействия типа «гость - хозяин» используется при изучении ассоциации химических структур за счёт невалентных взаимодействий - водородной, гипервалентной и топологической связи, электростатического и гидрофобного взаимодействия (смотри Супрамолекулярная химия).

Лит.: Хираока М. Краун-соединения. Свойства и применения. М., 1986; Химия комплексов «гость - хозяин» / Ред. Ф. Фегтле, Э. Вебер. М., 1988.