并五苯()是一种五个苯环由直线状稠合组成的一种多环芳香烃,化学式C22H14。并五苯对光和氧气敏感,市售并五苯常因氧化而表面带绿色。并五苯是一种有机半导体。
合成
最初的使用合成路线在1961年提出,由邻苯二甲醛与1,4-环己二酮通过羟醛缩合得并五苯醌,再由铝汞齐还原得并五苯。
另一种合成法首先得到一个羰基桥环的前体化合物,再于150℃,或经光照失1分子CO,得并五苯。该前体化合物溶于氯仿,而并五苯不溶于一般有机溶剂,因此该法适用于以旋转涂覆制得并五苯薄膜。并五苯溶于热的氯代苯,可用1,2,4-三氯苯作溶剂重结晶。
衍生物
6,13-取代并五苯通过芳基或炔基亲核试剂(如格氏试剂与有机锂试剂)与并五苯醌的反应,随后经芳构化的还原反应得到。由二炔与环戊二烯基锆反应生成金属有机化合物中间体,再与丁炔二酸二甲酯反应,得到的酯又可通过碳链增长生成二炔,经此同系化步骤可得多取代并五苯。通过引入不同官能团,达到控制化合物颜色,电化学性质和晶体中分子排列的目的。通过取代基的选择(包括大小和位置)能控制衍生物采用一维抑或二维共面的堆积,这与并五苯晶体中人字形排列的分子相异。
虽然并五苯的结构类似于其他芳香族化合物如蒽,但其对其芳香性的解释还不完善。因此,并五苯及其衍生物是许多研究的主题。
6-亚甲基-6,13-二氢并五苯与6-甲基并五苯间存在以下平衡:
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常温下此平衡极大偏向于亚甲基方向。在溶液中加热至°C时,有少量亚甲基异构体转化为甲基异构体,此时溶液显红紫色。 根据一项研究,此反应的机理不是分子内[[σ迁移反应|H[1,5]σ迁移]],而是双分子自由基的氢迁移。相比之下,结构类似异甲苯(亚甲基环己二烯)则相当不稳定。
并五苯与硫在1,2,4 - 三氯苯中反应得六硫并五苯.X射线晶体衍射实验结果显示所有的碳硫键键长相似(170 pm),从共振论的角度解释,电荷分离的两种共振式B、C的贡献比结构A更大。
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晶相中相邻分子的硫原子间距(337 pm)小于分子的范德华半径(180 pm)的两倍,这是由于相邻分子间存在π重叠的缘故。作为有机半导体,此性质与四硫富瓦烯相似。
并五苯骨架平面看上去是刚性的,但事实上,大取代基可以使其变得相当扭曲:
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由于六个苯基的存在,骨架两端扭曲达144°,此化合物具有光学活性,可拆分为一对旋光异构体,旋光度高达7400°,其外消旋化半衰期为9小时。
应用
并五苯是一种潜在的二色性染料。
并五苯与富勒烯结合,用于有机光伏电池的研究。
并五苯以及其他有机半导体在空气中会迅速氧化,故其作为有机半导体的商业价值不高。但其经氧化处理得到的并五苯醌具有栅极绝缘膜方面的应用价值
参见
- 全氟并五苯
参考资料
外部链接
*[http://www.chm.bris.ac.uk/motm/pentacene/pentacene.htm facts about pentacene] , retrieved Apr. 17, 2006
[http://technology.newscientist.com/channel/tech/mg19626325.400-organic-transistor-improves-with-age.html?feedId=online-news_rss20 Organic transistor improves with age] , New Scientist, 2 December 2007*
[http://www.zurich.ibm.com/news/09/pentacene.html Pentacene Imaged] , IBM images Pentacene, the first molecule imaged in detail 29 August 2009*
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