マクロ環リガンド

マクロ環リガンドは、9員環あるいはそれ以上の環状化合物であり、ヘテロ原子と3個以上のドナー原子を含みます。同数のキレート環を有する直鎖状のアナログに比して、マクロ環化合物の熱力学的安定性が増す現象は、マクロ環効果として知られています。

マクロ環リガンドは、9員環あるいはそれ以上の環状化合物であり、ヘテロ原子と3個以上のドナー原子を含みます。これらのドナー原子は、金属イオンに配位して形成するキレート環が５員環ないし６員環になるような配置をしています。マクロ環の穴の大きさは、マクロ環を形成する原子数により決定されます。穴の大きさは骨格の堅さあるいはドナー原子の性質や組み合わせによっても変化します。マクロ環中の不飽和結合は、大きな効果をもたらします。高度の不飽和結合は柔軟性を減少させ、錯体をより不活性にします。ドナー原子の種類により、マクロ環リガンドはクラウンエーテル（酸素ドナー原子）、ポリアザマクロ環あるいはアザクラウンエーテル（窒素ドナー原子）に分類され、その他に硫黄、リン、ヒ素を含むマクロ環リガンドと、複数の種類のドナー原子を含むリガンド（ポリアザポリオキサマクロ環、ラリアットエーテル）があります。官能基が付加したマクロ環化合物には、窒素原子に結合した配位側鎖を有するポリアザマクロ環化合物があります。これらの化合物には、NOTA、DOTA、DOTMA、TETA（酢酸側鎖）、NOTP、DOTP（ホスホン酸側鎖）、HP-DO3A（酢酸とヒドロキシプロピル側鎖）などがあります。これらのリガンドは軸状に金属イオンを配位することが可能です。ドナー原子が中心金属イオンにより近づくため、キレートはより効果的です。マクロ２環式のポリアザポリオキサリガンドで構成されるマクロ環状リガンドの重要なクラスはクリプタンドと呼ばれます。クリプタンドは配位金属イオンを完全に包含することができます。同数のキレート環を有する直鎖状のアナログに比して、マクロ環化合物の熱力学的安定性が増す現象は、マクロ環効果として知られています。動態に対するマクロ環効果としては、直鎖状アナログに比してマクロ環化合物は解離が遅いという現象があります。