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크라운 에테르는 에틸렌 글리콜 및 그 치환체에서 파생된 고리형 화합물로, 여러 에테르 결합이 있습니다.
1967년 찰스 페더슨(Charles Pederson)이 처음 발견한 크라운 에테르는 분자 모양이 크라운과 비슷하기 때문에 그렇게 불립니다.
크라운 에테르의 명명은 일반 공식 x-crown-y를 사용하며, 여기서 x는 고리의 총 원자 수를 나타내고 y는 산소 원자의 수를 나타냅니다. 예를 들어, 18-crown-6은 6개의 에테르 산소 원자를 포함하는 18원 고리입니다.
크라운 에테르는 규칙적인 간격의 산소 원자로 둘러싸인 내부 공동의 금속 양이온을 결합하는 것으로 알려져 있습니다. 예를 들어, 18-crown-6은 칼륨 이온과 강하게 결합합니다.
내부 캐비티를 감싸고 있는 산소 원자에 있는 고독한 전자 쌍은 캐비티를 극성으로 만들고 금속 이온과 효과적으로 조화를 이룹니다.
양이온의 선택성은 캐비티의 크기에 따라 다릅니다. 크라운 에테르는 주로 직경이 에테르 캐비티의 직경과 비슷한 알칼리 금속 이온과 결합합니다.
예를 들어, 18-crown-6은 칼륨 이온과 효과적으로 결합하지만 에테르 캐비티의 직경이 칼륨 이온의 직경에 가깝기 때문에 리튬 이온에는 결합하지 않습니다. 대조적으로, 캐비티가 더 작은 12-crown-4는 리튬 이온을 더 강하게 결합합니다.
크라운 에테르의 외부 표면은 탄화수소와 유사하며 무극성입니다. 결과적으로, 크라운 에테르는 양이온을 용해하여 비극성 유기 용매에서 무기염을 가용화할 수 있습니다.
예를 들어, 무기염인 과망간산칼륨은 유기 용제인 벤젠에 단독으로 용해되지 않습니다. 그러나 18-crown-6을 첨가하면 소금이 용해되어 벤젠이 자주색을 띱니다.
18-crown-6은 벤젠에 용해되는 칼륨 이온과 복합체를 형성합니다. 불용매 과망간산염 이온은 벤젠 용액에 특징적인 자주색을 부여합니다. 그 결과 생성된 "보라색 벤젠"은 산화 반응에 유용한 시약입니다.
유사하게, 크라운 에테르는 비극성 용매에서 다른 방법으로는 접근할 수 없는 음이온의 가용성을 촉진하고 친핵성을 향상시킵니다.
크라운 에테르는 일반적으로 규칙적인 패턴으로 배열된 여러 개의 산소 원자를 포함하는 고리형 폴리에테르입니다. 최초의 크라운 에테르는 1967년 듀퐁시에서 근무하던 찰스 페더슨에 의해 합성되었습니다. 이 연구로 페더슨은 1987년 노벨 화학상을 공동 수상했습니다. 크라운…