Фталоцианины

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Фталоцианины — высшие гетероциклические соединения, состоящие из бенз[c]пиррольных колец, соединённые между собой через sp2-гибридизованный атом азота. Вся молекула представляет собой ароматическую систему. Центральные пиррольные атомы азота могут быть связаны с водородом или металлами. При этом между центральным элементом и пиррольными атомами азота возникают координационные связи. Эти связи фталоцианины могут образовывать более чем с 70 элементами, поэтому существует большое количество различных элемент-замещённых фталоцианинов.

Содержание 1 История открытия 2 Физические свойства 3 Получение 4 Химические свойства 5 Применение 6 Литература

[править] История открытия

Первое упоминание о странном тёмно-синем веществе, которое сейчас называется фталоцианином относится к 1907 году. В 1927 году швейцарские исследователи пытались превратить о-дибромбензол во фталонитрил. При этом получались синие соединения, среди которых были медь-замещённые фталоцианин, нафталоцианин, октаметилфталоцианин. Исследователи сообщали об удивительно высокой стабильности этих странных комплексов, однако так и не провели детальных исследований. [1] Толчком к детальному исследованию этих соединений также послужила случайность: в результате реакции, в которой ожидались только бесцветные продукты, был получен осадок тёмно-синего цвета. Целенаправлено фталоцианин меди впервые был получен Линстедом в 1934 году при нагревании динитрила фталевой кислоты с порошком меди [2] (краткий обзор методов синтеза фталоцианинов металлов исходя из фталонитрилов представлен в статье [3]). После 1934 началось интенсивное исследование металлированных и неметаллированных фталоцианинов.

[править] Физические свойства

Неметаллированные фталоцианины — ярко окрашенные тёмно-синие соединения, при нормальных условиях находятся в твёрдой фазе. Легко сублимируют и кристаллизуются, это позволяет получить очень чистые материалы, примерно 10¹⁴...10¹⁶ молекул примеси в одном см³ материала. Очень высокая термическая стабильность. На воздухе не разлагаются до температуры 400...500°С, в вакууме — до 900°С.

Оптические свойства: коньюгированная &pi-система, имеющая в своём составе 18 электронов, образует области поглощения в видимом диапазоне с длинами волн примерно 400 и 700 нм с коэффициентом затухания порядка 2&middot10^(5) моль^-1см^-1.

Растворимость: растворяются только в концентрированной серной кислоте, при её разбавлении выпадают в осадок. При наличии заместителей в бензольном кольце могут растворяться в различных растворителях.

[править] Получение

По изображению слева видно, что молекула фталоцианина состоит из четырёх одинаковых частей. На этом и базируется стратегия синтеза: в качестве исходных берут соединения, соответствующие данной части. Это различные производные фталевой кислоты: фталонитрил, о-цианобензамид, фталевый ангидрид, фталимид и дииминоизоиндол. Справа представлена схема синтеза.

[править] Химические свойства

[править] Применение

Катализатор ИВКАЗ на основе комплекса фталоцианина с кобальтом, разработанный Всероссийским Институтом Углеводородных материалов г.Казань применяется для удаления меркаптанов из сырой нефти. Фталоцианины так же применяются как молекулярные полупроводники в различных устройствах микроэлектроники и солнечных панелях.

[править] Литература

1. H. de Diesbach, E. von der Weid, Helvetica Chimica Acta, 1927, 10, 886
2. R. P. Linstead, J. Chem. Soc., 1934, 1016; G. E. Ficken, R. P. Linstead, E. Stephen, M. Whalley, J. Chem. Soc. 1958, 3879.
3. M. N. Kopylovich, V. Yu. Kukushkin, M. Haukka, K. V. Luzyanin, A. J. L. Pombeiro, J. Amer. Chem. Soc., 2004, 126, 15040.

Это незавершённая статья по органической химии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.

п·о·р Азотистые гетероциклы
Трехчленные	Азирин  · Азиридин
Четырехчленные	Азетидин  · Азетидинон(β-лактам)
Пятичленные	Пиррол  · Пирролины  · Пирролидин  · Пиразол  · Имидазол  · Триазолы  · Тетразол  · Пентазол  · Пирролидон(γ-лактам)  · Индол
Шестичленные	Пиридин  · Пиперидин  · Пиперидон(δ-лактам)  · Хинолин  · Изохинолин  · Акридин
Семичленные	Капролактам(ε-лактам)
Высшие	Порфин  · Фталоцианины  · Коррин