Kronenether

Kronenether sind zyklische Verbindungen, die von Ethylenglykol und seinen Substituenten abgeleitet sind und mehrere Etherbindungen aufweisen.

Kronenether wurden erstmals 1967 von Charles Pederson entdeckt und werden so genannt, weil ihre molekulare Form einer Krone ähnelt.

Die Benennung von Kronenethern erfolgt nach der allgemeinen Formel x-Krone-y, wobei x die Gesamtzahl der Atome im Ring und y die Anzahl der Sauerstoffatome angibt. Zum Beispiel ist 18-Krone-6 ein 18-gliedriger Ring, der sechs Äthersauerstoffatome enthält.

Kronenether sind dafür bekannt, Metallkationen in ihrem inneren Hohlraum zu binden, der von regelmäßig verteilten Sauerstoffatomen ausgekleidet ist. Zum Beispiel bindet 18-Krone-6 stark an Kaliumionen.

Die einsamen Elektronenpaare an den Sauerstoffatomen, die den inneren Hohlraum auskleiden, machen den Hohlraum polar und koordinieren sich effektiv mit dem Metallion.

Die Selektivität für das Kation variiert mit der Größe des Hohlraums. Kronenether binden in erster Linie Alkalimetallionen, deren Durchmesser mit dem Durchmesser des Ätherhohlraums vergleichbar sind.

Zum Beispiel bindet 18-Kronen-6 Kaliumionen effektiv, aber keine Lithiumionen, da der Durchmesser des Ätherhohlraums ungefähr dem Durchmesser des Kaliumions entspricht. Im Gegensatz dazu bindet 12-Kronen-4 mit kleinerem Hohlraum Lithium-Ionen stärker.

Die äußere Oberfläche von Kronenethern ähnelt einem Kohlenwasserstoff und ist unpolar. Infolgedessen können Kronenether anorganische Salze in unpolaren organischen Lösungsmitteln durch Solitierung des Kations lösen.

Zum Beispiel löst sich Kaliumpermanganat, ein anorganisches Salz, nicht von selbst in Benzol, einem organischen Lösungsmittel. Bei der Zugabe von 18-Krone-6 löst sich das Salz jedoch auf und verleiht dem Benzol eine violette Farbe.

18-Krone-6 bildet mit Kaliumionen einen Komplex, der sich in Benzol auflöst. Das unsolvierte Permanganat-Ion verleiht der Benzollösung eine charakteristische violette Farbe. Das dabei entstehende "violette Benzol" ist ein nützliches Reagenz für Oxidationsreaktionen.

In ähnlicher Weise erleichtern Kronenether die Verfügbarkeit von ansonsten unzugänglichen Anionen in einem unpolaren Lösungsmittel und erhöhen deren Nukleophilität.