機能化可能なサイクロペンタ[hi]アセアントリレンとディサイクロペンタ[de,mn]テトラセネスを基にした電子受容体
Jordan D Wood1, Jessica L Jellison, Aaron D Finke
1Department of Chemistry and Biochemistry, Southern Illinois University, Carbondale, Illinois 62901, United States.
我々は,新型のサイクロペンタ融合型ポリサイクル芳香炭化水素 (CP-PAHs) を合成し,クロスカップリング反応のためにそれらを機能化しました. これらの新しい材料は,フルレンに似た電子受容性を持つ.
科学分野:
- 有機化学 オーガニック・ケミストリー
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 超分子化学 超分子化学
背景:
- ポリサイクル芳香炭化水素 (PAH) は,そのユニークな電子および光学特性のために広範に研究されています.
- パーソナライズされた機能を持つ新しいPAHの開発は,先進的な材料のアプリケーションにとって不可欠です.
- 外部に溶融されたPAHは,内部に溶融されたPAHと比較してユニークな構造および電子特性を有しています.
研究 の 目的:
- 新型の外部溶融サイクロペンタ溶融ポリサイクル芳香炭化水素 (CP-PAHs) を合成し,選択的に機能化する.
- これらの合成されたCP-PAHsの電子受容性を示すために.
- CP-PAHを先進的な有機電子材料の汎用的な構成要素として確立する.
主な方法:
- (トリメチルシリル) アセチレンと二ブロミネート芳香的前体を使用した,ワンポットパラジウム触媒クロスカップリング反応.
- N-ブロモスクシニミドを用いたトリメチルシリルで保護されたCP-PAHの選択的ブロミネーション.
- ソノガシラ・クロスカップリング反応は,CP-PAHコアにエチニル置換剤を導入する.
- 電子特性を特徴付けるために,光譜分析 (吸収スペクトル) と密度関数理論 (DFT) の計算を行う.
- 電子受容能力を評価するための溶液相光消火実験.
主要な成果:
- 2つの新しいCP-PAHs,2,7-Bis(trimethylsilyl)cyclopenta[hi]aceanthrylene (1) と2,8-bis(trimethylsilyl) dicyclopenta[de,mn]tetracene (4) の合成に成功しました.
- トリメチルシリル基をブロミドに選択的に変換することで,多用途のクロスカップリングパートナー (2と6) が得られます.
- ソノガシラ結合により,高結合のエチニル化CP-PAHs (3および7) が,有意なバトクロミックシフトで生成された.
- エチニル化CP-PAHs3と7は低光学帯域ギャップ (1.52と1.51 eV) を示し,フルレンのような電子受容性を示した.
結論:
- 外部で融合したCP-PAHsは,効果的に合成され,選択的に機能化することができます.
- 合成されたCP-PAHは,低光学帯域間隔を含む,調節可能な電子特性を持っています.
- これらのCP-PAHは有望な電子受容能力を示しており,有機電子アプリケーションの潜在的な候補となります.
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