Aceen

De algemene structuurformule van een aceen.

Acenen (ook wel polyacenen genoemd) vormen een groep van organische structuren, die bestaan uit een lineaire aaneenschakeling van benzeenringen. Aangezien benzeen een aromatische verbinding is, zijn acenen polycyclische aromatische koolwaterstoffen. Acenen kunnen beschouwd worden als organische polymeren, met benzeen als monomeer.

Vanaf vier ringen wordt de naam gevormd door het Griekse voorvoegsel dat aanduidt hoeveel ringen de structuur bevat en het suffix -aceen. De brutoformule wordt gevormd door volgende formule (met n = het aantal ringen): C4n+2H2n+4.

Grotere acenen

Hoe langer acenen worden, des te reactiever en onstabieler ze worden. Zo is hexaceen niet stabiel in lucht en dimeriseert het bij de isolatie van de verbinding. Ongesubstitueerd heptaceen is zeer reactief en is alleen in een matrix gesynthetiseerd. Tot 2011 waren octaceen en nonaceen de grootste experimenteel aangetoonde acenen.[1] Sommige bis(trialkyksilylethynyl)-derivaten[2] van heptaceen zijn wel stabiel en als vaste kristallijne stof isoleerbaar.[3] De eerste artikelen over stabiele thioaryl-gesubstitueerde nonaceen-derivaten beschrijven de verbinding, dankzij de elektronische effecten van de substituenten, niet als diradicaal maar met een gesloten schil configuratie. Speciaal is dat hier het kleinste energieverschil tussen HOMO en LUMO van alle bestudeerde acenen optreedt.[4]


Vanwege hun toenemende conjugatie zijn hogere acenen ook bestudeerd.[5] Verschillende theoretische studies zijn verschenen.[6][7] In 2010 zijn octaceen en nonaceen gedetecteerd in een matrix.[8] In 2011 is nonaceen,[9] in 2017 decaceen[10] en in 2020 dodecaceen[11] beschreven.

Reactiviteit

Theoretisch gezien zijn hogere acenen mogelijk, maar er wordt vermoed dat ze veel te reactief zijn om lang te bestaan. De instabiliteit van de verbindingen laat zich goed verklaren uit de grensstructuren die voor de bindingen getekend kunnen worden: het is slechts mogelijk de dubbele bindingen op een sluitende manier in het molecule te tekenen als óf de uiterst linkse, óf de uiterst rechtse ring volledig aromatisch is. Het gevolg is dat met het toenemen van het aantal ringen er niet zozeer een grote aromatische molecule ontstaat maar een groot polyeen. Door de bewegelijkheid van de elektronen in dergelijk structuren zijn ze vaak zeer reactief.

Lijst van acenen

Hieronder zijn de voornaamste acenen opgenomen in een tabel.

Naam Brutoformule Aantal ringen Molaire massa CAS-nummer Structuurformule
Naftaleen C10H8 2 128,17052 g/mol 91-20-3
Antraceen C14H10 3 178,2292 g/mol 120-12-7
Tetraceen C18H12 4 228,28788 g/mol 92-24-0
Pentaceen C22H14 5 278,34656 g/mol 135-48-8
Hexaceen C26H16 6 328,40524 g/mol 258-31-1
Heptaceen C30H18 7 378,46392 g/mol

Zie ook

Bronnen, noten en/of referenties
  1. ↑ Christina Tönshoff en Holger F. Bettinger (2010). Photogeneration of Octacene and Nonacene. Angewandte Chemie International Edition 49 (24): 4125-4128. DOI: 10.1002/anie.200906355. Geraadpleegd op 26 juli 2012.
  2. ↑ trialkyksilylethynyl = R 3 SiC ≡ C − {\displaystyle {\ce {R3SiC#C{-}}}}
  3. ↑ . (2008). The Larger Acenes: Versatile Organic Semiconductors. Angewandte Chemie International Edition. 47 (3): 452–483 DOI:10.1002/anie.200604045 PubMed: 18046697
  4. ↑ Glen P., Mikael Jazdzyk, Nathan N. Stein, Polina Prusevich. (2010). Design, Synthesis, and Characterization of a Persistent Nonacene Derivative. J.Amer.Chem.Soc.. 132 (4): 1261–1263 DOI:10.1021/ja9095472
  5. ↑ Sanjio S. Zade, Michael Bendikov. (2010). Heptacene and Beyond: the Longest Characterized Acenes. Angewandte Chemie International Edition. 49 (24): 4012–4015 DOI:10.1002/anie.200906002 PubMed: 20468014
  6. ↑ Chun-Shian Wu, Jeng-Da Chai. (2015). Electronic Properties of Zigzag Graphene Nanoribbons Studied by TAO-DFT. Journal of Chemical Theory and Computation. 11 (5): 2003–2011 DOI:10.1021/ct500999m
  7. ↑ Sonai Seenithurai, Jeng-Da Chai. (2016). Effect of Li Adsorption on the Electronic and Hydrogen Storage Properties of Acenes: A Dispersion-Corrected TAO-DFT Study. Scientific Reports. 6 (1): 33081 DOI:10.1038/srep33081 PubMed Central: 5016802 PubMed: 27609626
  8. ↑ Christina Tönshoff, Holger F. Bettinger. (2010). Photogeneration of Octacene and Nonacene. Angewandte Chemie International Edition. 49 (24): 4125–4128 DOI:10.1002/anie.200906355 PubMed: 20432492
  9. ↑ Rafal Zuzak, Ruth Dorel, Mariusz Krawiec, Bartosz Such, Marek Kolmer, Marek Szymonski, Antonio M. Echavarren, Szymon Godlewski. (2017). Nonacene Generated by On-Surface Dehydrogenation. ACS Nano. 11 (9): 9321–9329
  10. ↑ J. Krüger, F. García, F. Eisenhut, D. Skidin, J. M. Alonso, E. Guitián, D. Pérez, G. Cuniberti, F. Moresco, D. Peña. (2017). Decacene: On-Surface Generation. Angew. Chem. Int. Ed.. 56 11945 DOI:10.1002/anie.201706156
  11. ↑ Frank Eisenhut, Tim Kühne, Fátima García, Saleta Fernández, Enrique Guitián, Dolores Pérez, Georges Trinquier, Gianaurelio Cuniberti, Christian Joachim, Diego Peña, Francesca Moresco. (2020). Dodecacene Generated on Surface: Reopening of the Energy Gap. ACS Nano. 14 (1): 1011–1017 DOI:10.1021/acsnano.9b08456 Internetpagina: Dodecaceen (alleen samenvatting, voor volledig artikel is betaald abonnement nodig) . Gearchiveerd op 20 december 2019.
· · Sjabloon bewerken
2 ringen:azuleen · benzocyclobuteen · cadaleen · guaiazuleen · naftaleen · vetivazuleen · 1-methylnaftaleen
3 ringen:acenafteen · acenaftyleen · antraceen · fenaleen · fenantreen · fluoreen · reteen · simonelliet
4 ringen:benzo(a)antraceen · benzo(c)fenantreen · chryseen · fluoranteen · pyreen · tetraceen · trifenyleen
5 ringen:benzo(a)pyreen · benzo(b)fluoranteen · benzo(e)pyreen · benzo(ghi)fluoranteen · benzo(j)fluoranteen · benzo(k)fluoranteen · dibenzo(a,h)antraceen · methylcholantreen · olympiceen · pentaceen · peryleen · piceen · tetrafenyleen · 9,10-bis(fenylethynyl)antraceen · 9,10-difenylantraceen
6 en meer ringen:antantreen · benzo(ghi)peryleen · corannuleen · coroneen · dicoronyleen · diindenoperyleen · heptaceen · hexaceen · indeen(1,2,3-cd)pyreen · ovaleen · rubreen · sumaneen · 1,2,3,4-tetrafenylnaftaleen
Andere lemma's:aceen · aromaticiteit · circuleen · heliceen
Zie ook:lijst van polycyclische aromatische koolwaterstoffen