Ацен

В органической химии ацены состоящих или полиацены представляют собой класс органических соединений и полициклических ароматических углеводородов, из бензола ( C ₆ H ₆ ) кольца , линейно сросшиеся . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Они следуют общей молекулярной формуле С _{4 п +2} Ч _{2 п +4} .

Более крупные представители потенциально интересуются оптоэлектронными приложениями и активно исследуются в области химии и электротехники . Пентацен был включен в органические полевые транзисторы , достигая подвижности носителей заряда до 5 см. ²/Против.

Первые 5 незамещенных членов перечислены в следующей таблице:

Имя	Количество колец	Молекулярная формула
Антрацен	3	С ₁₄ Ч ₁₀
Тетрацен	4	С ₁₈ Ч ₁₂
пентацен	5	С ₂₂ Ч ₁₄
гексацен	6	С ₂₆ Ч ₁₆
Гептацен	7	С ₃₀ Ч ₁₈

Гексацен нестабилен на воздухе и димеризуется при выделении. Гептацен (и более крупные ацены) очень реакционноспособен и изолируется только в матрице. Однако бис (триалкилсилилэтинилированные) версии гептацена были выделены в виде кристаллических твердых веществ. ^{[ 3 ]}

Большие ацены

Из-за увеличенной длины конъюгации также изучаются более крупные ацены. ^{[ 4 ]} Теоретически доступен ряд отчетов по более длинным цепочкам с использованием методов функционала плотности. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Они также являются строительными блоками для нанотрубок и графена . Незамещенный октацен (n=8) и нонацен (n=9) ^{[ 7 ]} были обнаружены в матричной изоляции. В первых сообщениях о стабильных производных нонацена утверждалось, что из-за электронных эффектов тиоарильных заместителей это соединение является не дирадикалом , а соединением с закрытой оболочкой с наименьшим зазором HOMO-LUMO, зарегистрированным для любого ацена. ^{[ 8 ]} наблюдение, нарушающее правило Каши . Последующие работы других авторов над различными производными включали кристаллические структуры без таких нарушений. ^{[ 9 ]} Синтез на поверхности и характеристика незамещенного исходного нонацена (n = 9) ^{[ 10 ]} и декацен (n=10) ^{[ 11 ]} было сообщено. В 2020 году учёные сообщили о создании додекацена (n=12) ^{[ 12 ]} впервые. Четыре года спустя, в начале 2024 г., Руан и др. удалось синтезировать незамещенный тридекацен (n=13) на поверхности (111)-золота. Ацен охарактеризовали с помощью СТМ- и STS-измерений. ^{[ 13 ]}

Родственные соединения

В аценовом ряду последовательные кольца соединены в линейную цепь, но возможны и другие цепные связи. Фенацены имеют зигзагообразную структуру, а гелицены — спиральную структуру.

Макромолекулярные формы, состоящие из семи конденсированных бензольных колец.
Гептацен
[7]Фенацен
М -гептахелицен

Бенз[а]антрацен , изомер тетрацена, имеет три кольца, соединенных в линию, и одно кольцо, соединенное под углом.

Ссылки

^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) « Acenes ». doi : 10.1351/goldbook.A00061
^ Электронная структура высших аценов и полиаценов: точка зрения, разработанная теоретическим анализом. Хольгер Ф. Беттингер Pure Appl. Хим., Том. 82, № 4, стр. 905–915, 2010. doi : 10.1351/PAC-CON-09-10-29
^ Энтони, Джон Э. (2008). «Большие ацены: универсальные органические полупроводники». Angewandte Chemie, международное издание . 47 (3): 452–83. дои : 10.1002/anie.200604045 . ПМИД 18046697 .
^ Заде, Санджио С.; Бендиков, Михаил (2010). «Гептацен и не только: самые длинные охарактеризованные ацены». Angewandte Chemie, международное издание . 49 (24): 4012–5. дои : 10.1002/anie.200906002 . ПМИД 20468014 .
^ Ву, Чун-Шиан; Чай, Дженг-Да (12 мая 2015 г.). «Электронные свойства зигзагообразных графеновых нанолент, исследованных методом TAO-DFT» . Журнал химической теории и вычислений . 11 (5): 2003–2011. дои : 10.1021/ct500999m . ISSN 1549-9618 . ПМИД 26894252 .
^ Сенитурай, Сонай; Чай, Дженг-Да (9 сентября 2016 г.). «Влияние адсорбции лития на электронные свойства и свойства хранения водорода аценов: исследование TAO-DFT с поправкой на дисперсию» . Научные отчеты . 6 (1): 33081. arXiv : 1606.03489 . Бибкод : 2016НатСР...633081С . дои : 10.1038/srep33081 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5016802 . ПМИД 27609626 .
^ Тоншофф, Кристина; Беттингер, Хольгер Ф. (2010). «Фотогенерация октацена и нонацена». Angewandte Chemie, международное издание . 49 (24): 4125–8. дои : 10.1002/anie.200906355 . ПМИД 20432492 .
^ Каур, Ирвиндер; Яздзик, Микаэль; Штейн, Натан Н.; Прусевич, Полина; Миллер, Глен П. (2010). «Разработка, синтез и характеристика стойкого неаценового производного». Журнал Американского химического общества . 132 (4): 1261–3. дои : 10.1021/ja9095472 . ПМИД 20055388 .
^ Пурушотаман, Баладжи; Брузек, Мэтью; Паркин, Шон; Миллер, Энн-Франсис; Энтони, Джон (2011). «Синтез и структурная характеристика кристаллических нонаценов». Энджью. хим. Межд. Эд. англ . 50 (31): 7013–7017. дои : 10.1002/anie.201102671 . ПМИД 21717552 .
^ Нонацен, полученный в результате поверхностного дегидрирования Рафал Зузак, Рут Дорел, Мариуш Кравец, Бартош Сух, Марек Кольмер, Марек Шимонски, Антонио М. Эчаваррен, Шимон Годлевски, ACS Nano, 2017, 11 (9), стр 9321–9329 дои : 10.1021/acsnano.7b04728
^ Декацен: Поверхностное поколение Дж. Крюгер, Ф. Гарсиа, Ф. Эйзенхут, Д. Скидин, Х. М. Алонсо, Э. Гутиан, Д. Перес, Г. Куниберти, Ф. Мореско, Д. Пенья, Ангью. хим. Они. Пшеница. 2017, 56, 11945. два : 10.1002/anie.201706156
^ Эйзенхут, Франк; Кюне, Тим; Гарсия, Фатима; Фернандес, Салета; Гитиан, Генри; Перес, Долорес; Тринкье, Жорж; Куниберти, Джанаурелиус; Иоахим, Кристиан; Рок, Диего; Мореско, Франческа (28 января 2020 г.). «Додекацен, генерируемый на поверхности: повторное открытие энергетического разрыва» . АСУ Нано . 14 (1): 1011–1017. arXiv : 2004.02517 . дои : 10.1021/acsnano.9b08456 . ISSN 1936-0851 . ПМИД 31829618 . S2CID 209341741 .
^ Руан, Жилин; Шрамм, Якоб; Бауэр, Джон Б.; Науманн, Тим; Беттингер, Хольгер Ф.; Тоннер-Зех, Ральф; Готфрид, Дж. Майкл (12 января 2024 г.). «Синтез тридекацена путем многоэтапного манипулирования одной молекулой» . Журнал Американского химического общества . дои : 10.1021/jacs.3c09392 . ISSN 0002-7863 . ПМЦ 10870776 .

[GoldBook-1] ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) « Acenes ». doi : 10.1351/goldbook.A00061

[Bettinger-2] Электронная структура высших аценов и полиаценов: точка зрения, разработанная теоретическим анализом. Хольгер Ф. Беттингер Pure Appl. Хим., Том. 82, № 4, стр. 905–915, 2010. doi : 10.1351/PAC-CON-09-10-29

[anthony-3] Энтони, Джон Э. (2008). «Большие ацены: универсальные органические полупроводники». Angewandte Chemie, международное издание . 47 (3): 452–83. дои : 10.1002/anie.200604045 . ПМИД 18046697 .

[bendikov-4] Заде, Санджио С.; Бендиков, Михаил (2010). «Гептацен и не только: самые длинные охарактеризованные ацены». Angewandte Chemie, международное издание . 49 (24): 4012–5. дои : 10.1002/anie.200906002 . ПМИД 20468014 .

[wu-5] Ву, Чун-Шиан; Чай, Дженг-Да (12 мая 2015 г.). «Электронные свойства зигзагообразных графеновых нанолент, исследованных методом TAO-DFT» . Журнал химической теории и вычислений . 11 (5): 2003–2011. дои : 10.1021/ct500999m . ISSN 1549-9618 . ПМИД 26894252 .

[Seenithurai-6] Сенитурай, Сонай; Чай, Дженг-Да (9 сентября 2016 г.). «Влияние адсорбции лития на электронные свойства и свойства хранения водорода аценов: исследование TAO-DFT с поправкой на дисперсию» . Научные отчеты . 6 (1): 33081. arXiv : 1606.03489 . Бибкод : 2016НатСР...633081С . дои : 10.1038/srep33081 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5016802 . ПМИД 27609626 .

[Tönshoff-7] Тоншофф, Кристина; Беттингер, Хольгер Ф. (2010). «Фотогенерация октацена и нонацена». Angewandte Chemie, международное издание . 49 (24): 4125–8. дои : 10.1002/anie.200906355 . ПМИД 20432492 .

[kaur-8] Каур, Ирвиндер; Яздзик, Микаэль; Штейн, Натан Н.; Прусевич, Полина; Миллер, Глен П. (2010). «Разработка, синтез и характеристика стойкого неаценового производного». Журнал Американского химического общества . 132 (4): 1261–3. дои : 10.1021/ja9095472 . ПМИД 20055388 .

[Purushothaman-9] Пурушотаман, Баладжи; Брузек, Мэтью; Паркин, Шон; Миллер, Энн-Франсис; Энтони, Джон (2011). «Синтез и структурная характеристика кристаллических нонаценов». Энджью. хим. Межд. Эд. англ . 50 (31): 7013–7017. дои : 10.1002/anie.201102671 . ПМИД 21717552 .

[zuzak-10] Нонацен, полученный в результате поверхностного дегидрирования Рафал Зузак, Рут Дорел, Мариуш Кравец, Бартош Сух, Марек Кольмер, Марек Шимонски, Антонио М. Эчаваррен, Шимон Годлевски, ACS Nano, 2017, 11 (9), стр 9321–9329 дои : 10.1021/acsnano.7b04728

[Krüger-11] Декацен: Поверхностное поколение Дж. Крюгер, Ф. Гарсиа, Ф. Эйзенхут, Д. Скидин, Х. М. Алонсо, Э. Гутиан, Д. Перес, Г. Куниберти, Ф. Мореско, Д. Пенья, Ангью. хим. Они. Пшеница. 2017, 56, 11945. два : 10.1002/anie.201706156

[12] Эйзенхут, Франк; Кюне, Тим; Гарсия, Фатима; Фернандес, Салета; Гитиан, Генри; Перес, Долорес; Тринкье, Жорж; Куниберти, Джанаурелиус; Иоахим, Кристиан; Рок, Диего; Мореско, Франческа (28 января 2020 г.). «Додекацен, генерируемый на поверхности: повторное открытие энергетического разрыва» . АСУ Нано . 14 (1): 1011–1017. arXiv : 2004.02517 . дои : 10.1021/acsnano.9b08456 . ISSN 1936-0851 . ПМИД 31829618 . S2CID 209341741 .

[13] Руан, Жилин; Шрамм, Якоб; Бауэр, Джон Б.; Науманн, Тим; Беттингер, Хольгер Ф.; Тоннер-Зех, Ральф; Готфрид, Дж. Майкл (12 января 2024 г.). «Синтез тридекацена путем многоэтапного манипулирования одной молекулой» . Журнал Американского химического общества . дои : 10.1021/jacs.3c09392 . ISSN 0002-7863 . ПМЦ 10870776 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

v т и Полициклические ароматические углеводороды
2 rings	Butalene Azulene Naphthalene
3 rings	Acenaphthene Acenaphthylene Anthracene Fluorene Phenalene Phenanthrene
4 rings	Benz[a]anthracene Benzo[a]fluorene Benzo[c]fluorene Benzo[c]phenanthrene Chrysene Fluoranthene Pyrene Tetracene Triphenylene Tricyclobutabenzene
5 rings	Benz[e]acephenanthrylene Benzopyrene Benzo[a]pyrene Benzo[e]pyrene 6H-Benzo[cd]pyrene(Olympicene) Benzo[a]fluoranthene Benzo[b]fluoranthene Benzo[j]fluoranthene Benzo[k]fluoranthene trans-Bicalicene Dibenz[a,h]anthracene Dibenz[a,j]anthracene Pentacene Perylene Picene Tetraphenylene
6 rings	Anthanthrene Benzo[ghi]perylene Corannulene Dibenzopyrenes Hexacene Triangulene Zethrene
7+ rings	Coronene Dicoronylene Diindenoperylene Heptacene Hexabenzocoronene (Hexa-cata-) Kekulene Ovalene Rubicene Rubrene Sumanene Superphenalene Trinaphthylene Truxene
General classes	Acene Circulene Cyclacene Helicene Phenacene