I criptandi sono una famiglia di ligandi sintetici biciclici o policiclici per una specie di catione . Nel 1987, il Premio Nobel per la Chimica è stato assegnato a Donald J. Cram , Jean-Marie Lehn e Charles J. Pedersen per il loro lavoro sugli usi dei criptandi e degli eteri della corona , che ha dato origine al campo della chimica supramolecolare .
Il termine criptando evoca etimologicamente che il ligando lega i substrati o le sue molecole bersaglio in una cripta , vale a dire in modo duraturo, come abbiamo tenuto i morti in una tomba in una cripta.
Queste molecole sono equivalenti tridimensionali degli eteri corona , ma sono più selettive e più fortemente "complesse" lo ione reattivo.
Il criptando più comune è N≡ [CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 ] 3 ≡N, la cui formula IUPAC è 1,10-dinitrogen-4,7,13, 16,21 , 24-esaosso-biciclo [8.8.8] esacosano (in questa nomenclatura, la numerazione degli anelli inizia con uno degli atomi di azoto e segue a zigzag ogni ossigeno o carbonio lungo ciascuno dei tre rami, numerando due volte ogni azoto e terminando con il secondo azoto, ma per loro viene tenuto solo il numero più piccolo; non è necessario specificare la numerazione implicita degli atomi di carbonio, specifichiamo solo il posto degli atomi di ossigeno).
Tuttavia, questa nomenclatura “biciclo” traduce male che, nella conformazione tridimensionale del complesso, i due cicli formati dai 3 ponti esacosanici (legati alle loro estremità dalle comuni ammine) si “piegheranno” e si uniranno di fatto per formare un terzo ciclo equivalente attorno ad uno spazio centrale, questi 3 cicli associati essendo più stabili dei due cicli di una semplice struttura planare (nessuna coppia di ponti è "privilegiata" rispetto alle altre due possibili coppie: ciascuno dei ponti ha il stesse proprietà elettrochimiche, la piegatura avviene naturalmente sotto il solo effetto delle vibrazioni termiche e quindi forma un equilibrio stabile nella sua conformazione sferica). Molte strutture molecolari a doppio anello possono piegarsi in questo modo stabile solo quando c'è simmetria dei rami dei loro anelli, questa simmetria si rompe facilmente quando interagisce con un polo di uno di essi.
Vicino a un catione, tuttavia, una coppia di ponti del complesso può interagire attraverso la polarità delle sue funzioni eteriche: questi ponti possono quindi facilmente "allontanarsi" e il catione, se è abbastanza piccolo, viene quindi diretto verso l'interno. complesso dove poi si legherà in maniera ugualmente equivalente alle funzioni etere del terzo ponte; il complesso si richiude nella sua struttura con 3 anelli legati “imprigionando” il catione fortemente monopolare in una nuova struttura esapolare, ciascuno dei cui poli è molto più debole.
Questo composto è chiamato criptando [2,2,2], dove i numeri indicano il numero di funzioni eteriche in ciascuno dei tre "ponti" che legano le "capsule" di azoto amminico. Molti cryptand sono commercializzati con il marchio " Kryptofix ".
Sebbene costosi e più difficili da preparare, i criptanti offrono una migliore selettività e forza legante rispetto ad altri agenti complessanti per metalli alcalini, come l'etere corona. Consentono di aumentare la solubilità dei sali in alcuni solventi, aumentando la reattività degli anioni del cristallo. Ad esempio, il solfato di bario è 10.000 volte più solubile in acqua in presenza di criptando [2,2,2]. Possono anche essere usati come catalizzatori di trasferimento di fase .
Con lo sviluppo della chimica supramolecolare , sono stati sviluppati molti derivati criptati come sepolcrati , equivalenti di azoto e criptofani , gabbie ispirate ai ciclofani .
Co 3+ complessante sepolcrato
Diastereomeri criptofani