[科普中国]-大环化合物

大环化合物是灵敏度、选择性较高的一类荧光试剂。卟啉类可测定Mg、Zn、Sn、Cu等。以冠醚进行荧光分析限于碱金属及碱土金属离子，大环化合物作荧光试剂是有很大潜力的。

冠醚类大环化合物冠醚类大环化合物结构如图1所示。冠醚、环糊精、杯芳烃大环化合物具有与金属离子络合、形成可溶于有机溶剂的络合物的特性，广泛用于相转移催化剂。大环上加入烷基取代基后与非离子表面活性剂类似，但却有特殊的性质，如极性基与金属离子络合1。

环糊精环糊精是由6个或更多的吡喃葡萄糖分子形成的环状低聚糖的总称。其基本结构如图2所示。烷基取代的环糊精有很小的cmc值(10-7～10-5mol·L-1)，γcmc值可低达约30mN·m-1。除了好的表面活性外，它们易与其它化合物或离子形成包合物(主一客体系)，近年来作为新功能材料受到重视。

杯芳烃大环化合物对叔丁基苯酚和甲醛在碱性条件下发生缩合反应得到的大环化合物，因其结构似希腊圣杯而得名。后来．其他类似结构的物质也被命名为杯芳烃。据苯酚的单元数命名为杯[N]芳烃，通常其基本结构单元如图3所示。常见的有杯[4]芳烃、杯[6]芳烃、杯[8]芳烃。

绝大多数的杯芳烃熔点较高，在250℃以上。在常用的有机溶剂中的溶解度很小，几乎不溶于水。具有大小可调节的“空腔”，能够形成主一客复合物，被称为继冠醚和环糊精之后的第三代主体化合物。作为第三代主体超分子化合物，杯芳烃具有独特的空穴结构，与冠醚和环糊精相比具有如下特点：①合成低聚物，空穴结构大小可调节的自由度很大；②引入适当的取代基，可固定所有需要的构象；③热稳定性和化学稳定性好，水溶性差可通过衍生化反应改善；④集冠醚、环糊精两者之长，能与离子和中性分子形成主一客体包合物；⑤合成较为简单，可望得到廉价产品；⑥至今主要用作离子载体(作离子交换剂、相转移催化剂)及涂料、粘合剂的组分等；⑦如环糊精一样，近年来作为新的功能材料备受重视。1

大环化合物稳定性大环化合物一般都稳定，因为随着成环碳原子数的增加，碳环逐渐增大，分子变得松动，有了活动的余地，就可使形成正常键角的可能性增大，角张力降低，碳原子成键轨道达到最大程度的重叠，基本上形成没有张力的环。经X射线的分析，碳环都呈皱折状，成环的碳原子不在同一平面上，而是形成两条被封闭起来的平行长链。2

本词条内容贡献者为:

侯传涛 - 副教授 - 青岛大学