11.5.3 Éthers couronnes
Certaines macromolécules présentent un hétérocycle de très grande taille renfermant
un nombre élevé de fonctions éthers. Ces polyéthers macrocycliques portent le nom
d’éthers couronnes. Leur nom provient de leur aspect analogue à celui d’une couronne. Les éthers couronnes furent synthétisés et baptisés pour la toute première fois
en 1967 par le chimiste Charles John Pedersen (1904-1984), alors chercheur pour la
compagnie DuPont. La gure 11.25 présente quelques exemples d’éthers couronnes.
Figure 11.25
Éthers couronnes fréquents
Les éthers couronnes sont couramment nommés d’après la nomenclature élaborée
par Charles J. Pedersen
8 . Le nom renferme les éléments suivants :
1. un nombre entre crochets, représentant le nombre d’atomes constituant le cycle ;
2. le mot « couronne », spéciant qu’il s’agit d’un éther couronne ;
3. un chiffre terminal indiquant le nombre d’atomes d’oxygène compris dans l’éther
couronne.
Une des principales caractéristiques des éthers couronnes est de créer spéciquement et très efcacement des complexes avec certains cations (Li
+
, Na
+ , K
+ , etc.). Ce
sont les atomes d’oxygène, ayant de fortes charges partielles négatives, qui ont une
bonne afnité avec les cations. La relation unissant les éthers couronnes et les cations
qu’ils transportent porte le nom de relation hôte-invité dans laquelle l’hôte est l’éther
couronne et l’invité, le cation.
Les composés ioniques (cation et anion) sont solubles dans l’eau, mais insolubles
dans les solvants organiques. Toutefois, puisque les éthers couronnes sont des molécules
qui se solubilisent aisément dans plusieurs solvants organiques, ils peuvent entraîner
les cations en phase organique au cours d’extractions. À titre d’exemple, le permanganate de potassium (KMnO 4 ) est un
composé ionique soluble dans l’eau. Si du
toluène est ajouté à une solution aqueuse
de KMnO 4 et qu’une extraction est réalisée, le KMnO 4 demeurera dans la phase
aqueuse, car les attractions intermoléculaires (ion-dipôle) y sont plus favorables.
Par contre, si un éther couronne spécique
de l’ion K
+ est incorporé au mélange, il
trappera le cation potassium pour former
un complexe et permettra ainsi le transfert du K
+ vers la phase organique. La
structure carbonée hydrophobe de l’éther
couronne qui entoure le cation crée de
plus fortes attractions intermoléculaires
avec le solvant de la phase organique.
Que se passe-t-il avec l’ion permanganate
MnO 4
− ? Reste-t-il dans la phase aqueuse ?
Par apposition électrostatique (attraction
des charges + et −), l’ion permanganate
Dans les éthers couronnes, les
atomes d’oxygène sont généralement séparés par deux
atomes de carbone.
REMARQUE
Z Cryptands de Jean-Marie Lehn
cheneliere.ca/chimieorganique
Chimiste américain, Pedersen est né le 3 octobre
1904 à Pusan (en Corée). Fils d’un père norvégien
et d’une mère japonaise, il émigra avec sa famille
aux États-Unis en 1922. Il termina tout d’abord des
études en génie chimique à l’Université de Dayton
(Ohio), puis obtint une maîtrise en chimie organique au
M.I.T. en 1927. Il fut ensuite embauché par la compagnie DuPont, où il y demeurera jusqu’à son départ à
la retraite en 1969. Il découvrit, entre autres, un additif antidétonant (autrefois utilisé dans les carburants)
ainsi qu’un procédé pour stabiliser différents hydrocarbures. C’est en 1962 qu’il découvrit ce qui fut à
l’origine de sa renommée : les éthers couronnes. En 1967, il publia un mémoire dans lequel
il décrivit la synthèse d’une cinquantaine d’éthers couronnes différents. Par ses écrits, il
inspira les travaux de Donald James Cram (chimiste américain, 1919-2001) et de JeanMarie Lehn (chimiste français, 1939-…) avec lesquels il partagea le prix Nobel de chimie
en 1987. Même s’il était affaibli par un cancer, il ?t le voyage pour recevoir cet honneur.
Pedersen s’éteignit le 26 octobre 1989.
PEDERSEN (1904-1989)
CHARLES JOHN
11.5 Éthers cycliques
507
Certaines macromolécules présentent un hétérocycle de très grande taille renfermant
un nombre élevé de fonctions éthers. Ces polyéthers macrocycliques portent le nom
d’éthers couronnes. Leur nom provient de leur aspect analogue à celui d’une couronne. Les éthers couronnes furent synthétisés et baptisés pour la toute première fois
en 1967 par le chimiste Charles John Pedersen (1904-1984), alors chercheur pour la
compagnie DuPont. La gure 11.25 présente quelques exemples d’éthers couronnes.
Figure 11.25
Éthers couronnes fréquents
Les éthers couronnes sont couramment nommés d’après la nomenclature élaborée
par Charles J. Pedersen
8 . Le nom renferme les éléments suivants :
1. un nombre entre crochets, représentant le nombre d’atomes constituant le cycle ;
2. le mot « couronne », spéciant qu’il s’agit d’un éther couronne ;
3. un chiffre terminal indiquant le nombre d’atomes d’oxygène compris dans l’éther
couronne.
Une des principales caractéristiques des éthers couronnes est de créer spéciquement et très efcacement des complexes avec certains cations (Li
+
, Na
+ , K
+ , etc.). Ce
sont les atomes d’oxygène, ayant de fortes charges partielles négatives, qui ont une
bonne afnité avec les cations. La relation unissant les éthers couronnes et les cations
qu’ils transportent porte le nom de relation hôte-invité dans laquelle l’hôte est l’éther
couronne et l’invité, le cation.
Les composés ioniques (cation et anion) sont solubles dans l’eau, mais insolubles
dans les solvants organiques. Toutefois, puisque les éthers couronnes sont des molécules
qui se solubilisent aisément dans plusieurs solvants organiques, ils peuvent entraîner
les cations en phase organique au cours d’extractions. À titre d’exemple, le permanganate de potassium (KMnO 4 ) est un
composé ionique soluble dans l’eau. Si du
toluène est ajouté à une solution aqueuse
de KMnO 4 et qu’une extraction est réalisée, le KMnO 4 demeurera dans la phase
aqueuse, car les attractions intermoléculaires (ion-dipôle) y sont plus favorables.
Par contre, si un éther couronne spécique
de l’ion K
+ est incorporé au mélange, il
trappera le cation potassium pour former
un complexe et permettra ainsi le transfert du K
+ vers la phase organique. La
structure carbonée hydrophobe de l’éther
couronne qui entoure le cation crée de
plus fortes attractions intermoléculaires
avec le solvant de la phase organique.
Que se passe-t-il avec l’ion permanganate
MnO 4
− ? Reste-t-il dans la phase aqueuse ?
Par apposition électrostatique (attraction
des charges + et −), l’ion permanganate
Dans les éthers couronnes, les
atomes d’oxygène sont généralement séparés par deux
atomes de carbone.
REMARQUE
Z Cryptands de Jean-Marie Lehn
cheneliere.ca/chimieorganique
Chimiste américain, Pedersen est né le 3 octobre
1904 à Pusan (en Corée). Fils d’un père norvégien
et d’une mère japonaise, il émigra avec sa famille
aux États-Unis en 1922. Il termina tout d’abord des
études en génie chimique à l’Université de Dayton
(Ohio), puis obtint une maîtrise en chimie organique au
M.I.T. en 1927. Il fut ensuite embauché par la compagnie DuPont, où il y demeurera jusqu’à son départ à
la retraite en 1969. Il découvrit, entre autres, un additif antidétonant (autrefois utilisé dans les carburants)
ainsi qu’un procédé pour stabiliser différents hydrocarbures. C’est en 1962 qu’il découvrit ce qui fut à
l’origine de sa renommée : les éthers couronnes. En 1967, il publia un mémoire dans lequel
il décrivit la synthèse d’une cinquantaine d’éthers couronnes différents. Par ses écrits, il
inspira les travaux de Donald James Cram (chimiste américain, 1919-2001) et de JeanMarie Lehn (chimiste français, 1939-…) avec lesquels il partagea le prix Nobel de chimie
en 1987. Même s’il était affaibli par un cancer, il ?t le voyage pour recevoir cet honneur.
Pedersen s’éteignit le 26 octobre 1989.
PEDERSEN (1904-1989)
CHARLES JOHN
11.5 Éthers cycliques
507