क्राउन ईथर

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, क्राउन ईथर चक्रीय रासायनिक यौगिक होते हैं जिनमें एक रिंग (रसायन विज्ञान) होता है जिसमें कई ईथर समूह होते हैं (R\sO\sR’). सबसे आम क्राउन ईथर इथिलीन ऑक्साइड के चक्रीय ओलिगोमेर हैं, दोहराई जाने वाली इकाई एथिलीनॉक्सी है, यानी, \sCH2CH2O\s. इस श्रृंखला के महत्वपूर्ण सदस्य टेट्रामर (एन = 4), पेंटामर (एन = 5), और हेक्सामर (एन = 6) हैं। क्राउन शब्द एक धनायन से बंधे क्राउन ईथर की संरचना और एक व्यक्ति के सिर पर बैठे मुकुट (टोपी)  के बीच समानता को दर्शाता है। क्राउन ईथर के नाम में पहला नंबर चक्र में परमाणुओं की संख्या को दर्शाता है, और दूसरा नंबर उन परमाणुओं की संख्या को दर्शाता है जो ऑक्सीजन हैं। क्राउन ईथर एथिलीन ऑक्साइड के ऑलिगोमर्स की तुलना में बहुत व्यापक हैं; एक महत्वपूर्ण समूह कैटेचोल से प्राप्त हुआ है।

क्राउन ईथर कुछ धनायनों को मजबूती से बांधते हैं, जिससे कॉम्प्लेक्स (रसायन विज्ञान) बनता है। ऑक्सीजन परमाणु रिंग के आंतरिक भाग में स्थित धनायन के साथ समन्वय करने के लिए अच्छी तरह से स्थित हैं, जबकि रिंग का बाहरी भाग हाइड्रोफोबिक है। परिणामी धनायन अक्सर ऐसे लवण बनाते हैं जो गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में घुलनशील होते हैं, और इस कारण से क्राउन ईथर चरण स्थानांतरण उत्प्रेरक में उपयोगी होते हैं। पॉलीथर का लिगैंड विभिन्न धनायनों के लिए क्राउन ईथर की आत्मीयता को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, 18-क्राउन-6 में पोटेशियम धनायन के लिए, 15-क्राउन-5 में सोडियम धनायन के लिए, और 12-क्राउन-4 में लिथियम धनायन के लिए उच्च आकर्षण है। पोटेशियम आयनों के लिए 18-क्राउन-6 की उच्च आत्मीयता इसकी विषाक्तता में योगदान करती है। सबसे छोटा क्राउन ईथर जो अभी भी धनायनों को बांधने में सक्षम है, 8-क्राउन-4 है, प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि किया गया सबसे बड़ा क्राउन ईथर 81-क्राउन-27 है। क्राउन ईथर एकमात्र मैक्रोसाइक्लिक लिगैंड नहीं हैं जिनमें पोटेशियम धनायन के प्रति आकर्षण होता है। वेलिनोमाइसिन जैसे आयनोफोर्स भी अन्य धनायनों की तुलना में पोटेशियम धनायन के लिए एक उल्लेखनीय प्राथमिकता प्रदर्शित करते हैं।

क्राउन ईथर को क्राउन ईथर के लुईस मूल ऑक्सीजन परमाणुओं और इलेक्ट्रोफिलिक लुईस एसिड केंद्र के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक, σ-होल ( हलोजन बंधन देखें) इंटरैक्शन के माध्यम से लुईस एसिड के साथ समन्वयित करते दिखाया गया है।


 * [[Image:Various crown ethers (molecular diagrams).png|thumb|center|700px|सामान्य क्राउन ईथर की संरचनाएँ: 12-क्राउन-4, 15-क्राउन-5, 18-क्राउन-6, [[डिबेंज़ो-18-क्राउन-6]], और एक अज़ा-क्राउन ईथर]]

इतिहास
1967 में, चार्ल्स पेडर्सन, जो ड्यूपॉन्ट में काम करने वाले एक रसायनज्ञ थे, ने क्राउन ईथर को संश्लेषित करने की एक सरल विधि की खोज की, जब वह द्विसंयोजक धनायनों के लिए एक  जटिल बनाने वाला एजेंट  तैयार करने की कोशिश कर रहे थे।  उनकी रणनीति में प्रत्येक अणु पर एक  हाइड्रॉकसिल  के माध्यम से दो कैटेकोलेट समूहों को जोड़ना शामिल था। यह लिंकिंग एक पॉलीडेंटेट लिगैंड को परिभाषित करता है जो आंशिक रूप से धनायन को ढक सकता है और, फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल के आयनीकरण द्वारा, बाध्य वितान को बेअसर कर सकता है। वह एक उप-उत्पाद को अलग करके आश्चर्यचकित रह गए जिसने पोटेशियम धनायनों को अत्यधिक जटिल बना दिया। 16-क्राउन-4 में पोटेशियम के विघटन पर पहले के काम का हवाला देते हुए,  उन्होंने महसूस किया कि चक्रीय पॉलिथर कॉम्प्लेक्सिंग एजेंटों के एक नए वर्ग का प्रतिनिधित्व करते हैं जो क्षार धातु धनायनों को बांधने में सक्षम थे। उन्होंने पत्रों की एक मौलिक श्रृंखला में क्राउन ईथर के संश्लेषण और बाध्यकारी गुणों के व्यवस्थित अध्ययन की रिपोर्ट दी। क्राउन ईथर की खोज से कार्बनिक संश्लेषण, चरण स्थानांतरण उत्प्रेरक और अन्य उभरते विषयों को लाभ हुआ। पेडर्सन ने विशेष रूप से डिबेंज़ो क्राउन ईथर को लोकप्रिय बनाया।

पेडर्सन को क्राउन ईथर के सिंथेटिक मार्गों की खोज और उनके बंधनकारी गुणों के लिए रसायन विज्ञान में 1987 का नोबेल पुरस्कार साझा किया गया था।

धनायनों के लिए आत्मीयता
केलेट प्रभाव और मैक्रोसाइक्लिक प्रभाव के कारण, क्राउन ईथर अपने विभाजित या ओपन-चेन यौगिक एनालॉग्स की तुलना में विविध धनायनों के लिए अधिक मजबूत समानताएं प्रदर्शित करते हैं। इसके द्वारा, क्षार धातु आयनों के लिए धनायन चयनात्मकता मुख्य रूप से आयन के आकार और चार्ज घनत्व और क्राउन ईथर के गुहा आकार पर निर्भर करती है। लिथियम, सोडियम और पोटेशियम के धनायनों के प्रति किसी दिए गए क्राउन ईथर की समानताएं कई परिमाणों से बदल सकती हैं, जो उनके चार्ज घनत्व में उच्च अंतर के कारण होता है। पोटेशियम, रूबिडीयाम और सीज़ियम के धनायनों के बीच समानता में परिवर्तन कम उल्लेखनीय हैं, क्योंकि उनका चार्ज घनत्व पहले की अवधि में क्षार धातुओं की तुलना में कम भिन्न होता है।

पोटेशियम धनायनों के लिए अपनी उच्च आत्मीयता के अलावा, 18-क्राउन-6 प्रोटोनेटेड अमाइन से भी बंध सकता है और समाधान और गैस चरण दोनों में बहुत स्थिर कॉम्प्लेक्स बना सकता है। कुछ अमीनो अम्ल, जैसे लाइसिन, की साइड चेन पर एक प्राथमिक अमीन होता है। वे प्रोटोनेटेड अमीनो समूह 18-क्राउन-6 की गुहा से जुड़ सकते हैं और गैस चरण में स्थिर परिसरों का निर्माण कर सकते हैं। हाइड्रोजन-बंध प्रोटोनेटेड एमाइन के तीन हाइड्रोजन परमाणुओं और 18-क्राउन-6 के तीन ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच बनते हैं। ये हाइड्रोजन-बंध कॉम्प्लेक्स को एक स्थिर जोड़ बनाते हैं। अपनी रीढ़ की हड्डी में ल्यूमिनसेंट पदार्थों को शामिल करके, ये यौगिक संवेदनशील आयन जांच साबित हुए हैं, क्योंकि फोटोएक्टिव समूहों के अवशोषण या प्रतिदीप्ति में परिवर्तन को मौजूद धातु की बहुत कम सांद्रता के लिए मापा जा सकता है। कुछ आकर्षक उदाहरणों में ऑक्सीजन और/या नाइट्रोजन दाताओं को शामिल करने वाले मैक्रोसायकल शामिल हैं, जो एन्थ्रेसीन जैसी पॉलीएरोमैटिक प्रजातियों से जुड़े होते हैं (9 और/या 10 पदों के माध्यम से) या नेफ़थलीन (2 और 3 स्थिति के माध्यम से)। क्राउन ईथर द्वारा डाई आयनोफोर्स के कुछ संशोधन मोलर क्षीणन गुणांक प्रदर्शित करते हैं जो जंजीरदार धनायनों की श्रृंखला की लंबाई पर निर्भर होते हैं।

यह भी देखें

 * अज़ा-क्राउन ईथर
 * थिया-मुकुट ईथर
 * क्रिप्टैंड
 * मेटालाक्रोन

बाहरी संबंध

 * Molecular crown
 * Molecular crown