Войти
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название IUPAC Пентацен | |
| Другие имена 2,3: 6, 7-Дибензантрацен. Бензо [b] нафтацен. Дибенз [b, i] антрацен. NSC 90784. лин-дибензантрацен. лин-нафтоантрацен | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| Ссылка Beilstein | 1912418 |
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.004.722  |
| Номер EC |
|
| Ссылка Gmelin | 733903 |
| PubChem CID | |
| UNII | |
| Панель управления CompTox (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБКА
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | C22H14 |
| Молярная масса | 278,354 г · моль |
| Внешний вид | Темно-синий порошок |
| Плотность | 1,3 г см |
| Температура плавления | >300 ° C (572 ° F; 573 K) сублимируется при 372 ° C |
| Точка кипения | 40–43 ° C (104–109 ° F; 313–316 K) при 0,15 торр |
| Магнитная восприимчивость (χ) | -205,4 × 10 см моль |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | Triclinic |
| Пространственная группа | P-1 |
| Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 Y (что такое ?) | |
| Ссылки ink | |
Пентацен представляет собой полициклический ароматический углеводород, состоящий из пяти линейно конденсированных бензольных колец. Это сильно сопряженное соединение представляет собой органический полупроводник. Соединение генерирует экситоны при поглощении ультрафиолетового (УФ ) или видимого света ; это делает его очень чувствительным к окислению. По этой причине это соединение, представляющее собой фиолетовый порошок, медленно разлагается под воздействием воздуха и света.
Структурно пентацен представляет собой один из линейных аценов, предыдущий - тетрацен (четыре конденсированных бензольных кольца), а следующий - гексацен (шесть конденсированных бензольных колец). В августе 2009 года группа исследователей из IBM опубликовала экспериментальные результаты визуализации единственной молекулы пентацена с помощью атомно-силового микроскопа. В июле 2011 года они использовали модификацию сканирующей туннельной микроскопии для экспериментального определения формы самой высокой занятой и самой нижней незанятой молекулярных орбиталей.
. В 2012 году п-терфенил, легированный пентаценом, показал свою эффективность в качестве усиливающей среды для мазера при комнатной температуре.
Сканирующая туннельная микроскопия изображение молекул пентацена на никеле. 
Пентаценовый порошок Пентацен был впервые синтезирован в 1912 году британскими химиками Уильямом Хобсоном Миллсом и Милдред Мэй Гостлинг. Классическим методом синтеза пентацена является реакция Эльбса..
Пентацены также можно получить из небольшого летучего компонента (монооксида углерода ) из подходящего предшественника при 150 ° C.
Сам предшественник получают в три этапа из двух молекул α, α, α ', α'-тетрабромо-о-ксилола с 7-трет-бутоксибицикло [2.2.1] гепта-2,5-диеном при первом нагревании с йодид натрия в диметилформамиде для прохождения серии реакций элиминирования и Дильса-Альдера с образованием кольцевой системы, затем гидролиз трет- бутоксигруппу в спирт с последующим ее окислением до кетона.
. Сообщается, что продукт имеет некоторую растворимость в хлороформе и, следовательно, поддается вращению покрытие. Пентацен растворим в горячих хлорированных бензолах, таких как 1,2,4-трихлорбензол, из которых его можно перекристаллизовать с образованием тромбоцитов.
6,13-Замещенные пентацены доступны через пентаценехинон путем взаимодействия с арильным или алкинилнуклеофилом (например, реактивами Гриньяра или литийорганическими реагентами) с последующей путем восстановительной ароматизации. Другой метод основан на гомологизации диинов переходными металлами (через цирконциклопентадиены). Функционализация пентацена позволила контролировать твердотельную упаковку этого хромофора. Выбор заместителей (как размер, так и расположение замещения в пентацене) влияет на твердотельную упаковку и может использоваться для контроля того, принимает ли соединение 1-мерную или 2-мерную кофациальную пи-укладку в в твердом состоянии, в отличие от набивки «в елочку», наблюдаемой для пентацена.
Хотя структура пентацена напоминает структуру других ароматических соединений, таких как антрацен, его ароматические свойства определены плохо; как таковой пентацен и его производные являются предметом многочисленных исследований.
A таутомерный химическое равновесие существует между 6-метилен-6,13-дигидропентаценом и 6-метилпентаценом.
Равновесие с 6-метилпентаценомЭто равновесие полностью соответствует метиленовому соединению. Только при нагревании раствора соединения до 200 ° C образуется небольшое количество пентацена, о чем свидетельствует появление красно-фиолетовой окраски. Согласно одному исследованию, механизм реакции для этого равновесия основан не на внутримолекулярном 1,5-гидридном сдвиге, а на бимолекулярном свободный радикал миграция водорода. Напротив, изотолуолы с тем же центральным химическим мотивом легко ароматизируются.
Пентацен реагирует с элементарной серой в 1,2,4-трихлорбензоле с образованием соединения гексатиапентацена . Рентгеновская кристаллография показывает, что все длины связей углерод-сера примерно равны (170 пм ); из этого следует, что резонансные структуры B и C с полным разделением зарядов более значимы, чем структура A.
ГексатиапентаценВ кристаллической фазе молекулы проявляют ароматические стэкинг-взаимодействия, в результате чего расстояние между некоторыми атомами серы на соседних молекулах может стать меньше (337 пм), чем сумма двух радиусов Ван-дер-Ваальса (180 пм)
Подобно соответствующему тетратиафульвален, это соединение изучается в области органических полупроводников.
Ацены могут выглядеть как плоские и жесткие молекулы, но на самом деле они могут быть очень искажены. Пентацен, изображенный ниже:
Скрученные аценыимеют сквозное закручивание 144 ° и стерически стабилизированы шестью фенильными группами. Соединение может быть разделено на два его энантиомера с необычно высоким сообщенным оптическим вращением 7400 °, хотя рацемизация происходит с химическим периодом полураспада . из 9 часов.
Олигомеры и полимеры на основе пентацена были исследованы как синтетически, так и в настройках приложений устройства. Полимерные светоизлучающие диоды (PLED ) были сконструированы с использованием сопряженных сополимеров (1a-b ), содержащих флуорен и пентацен. Несколько других сопряженных полимеров пентацена (2a – b и 3 ) были реализованы на основе реакций связывания дибромпентацена Соногашира и Сузуки мономер. Неконъюгированные полимеры на основе пентацена были синтезированы путем этерификации мономера пентацендиола с бис-хлорангидридами с образованием полимеров 4a – b .
. Для образования конъюгированных олигомеров пентацена 5a использовались различные синтетические стратегии. –C, включая процедуру образования «один горшок-четыре связи», которая обеспечила обрабатываемый в растворе сопряженный димер пентацена (5c ), который показал коэффициент фотопроводимости>10, что соответствует его характеристикам в пределах того же порядка величины как термически напыленные пленки нефункционализированного пентацена, которые показали коэффициент фотопроводимости>16 при использовании аналогичных методов измерения. Сообщается о модульном методе синтеза конъюгированных ди-, три- и тетрамеров пентацена (6-8 ), который основан на реакциях гомо- и кросс-сочетания устойчивых промежуточных продуктов дегидропентацена. Синтезированы неконъюгированные олигомеры 9–10 на основе пентацена, в том числе дендримеры 9–10, содержащие до 9 частей пентацена на молекулу с молярной поглощающей способностью для наиболее интенсивного поглощения>2 000 000 M •см. Было показано, что дендримеры 11–12 обладают улучшенными характеристиками в устройствах по сравнению с аналогичными полимерами на основе пентацена 4a – b в контексте фотодетекторов.
Пентацены были исследованы как потенциальные дихроичные красители. Показанный ниже пентаценохинон является флуоресцентным, и при смешивании со смесью жидких кристаллов E7 достигается, равное 8. Более длинные ацены лучше выравниваются в нематической жидкокристаллической фазе.
Флуоресцентные аценехиноныВ сочетании с бакминстерфуллереном пентацен используется при разработке прототипов органических фотоэлектрических элементов. Органические фотоэлементы дешевле и более гибки, чем традиционные неорганические элементы, которые потенциально могут открыть двери для солнечных элементов на новые рынки.
Пентацен - популярный выбор для исследований органических тонкопленочных транзисторов и OFET, являющиеся одной из наиболее тщательно изученных сопряженных органических молекул с высоким прикладным потенциалом благодаря подвижности дырок в OFET до 5,5 см / (В · с), что превышает подвижность аморфного кремния.
Пентацен, как и другие органические проводники, подвержен быстрому окислению на воздухе, что исключает коммерческое использование. Если пентацен предварительно окислен, пентацен-хинон является потенциальным изолятором затвора, тогда подвижность может приближаться к подвижности рубрена - наиболее подвижного органического полупроводника, а именно 40 см / (В · с). Этот метод окисления пентацена сродни окислению кремния, используемому в кремниевой электронике.
