Superphenalen

Superphenalen ist ein sehr großer Vertreter der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK). Es kann formal als aus drei anellierten Superbenzolen (Hexa-peri-hexabenzocoronene) angesehen werden.^[2]

Strukturformel
Allgemeines
Name	Superphenalen
Summenformel	C96H30
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 196505-76-7 Wikidata Q27902933
Eigenschaften
Molare Masse	1183,27 g·mol−1
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Es kann als Überlappungsstruktur von drei symmetrisch um ein Zentrum angeordneten Hexa-peri-hexabenzocoronenen (HBC) angesehen werden (auch Superbenzol genannt)^[3][4]. Diese sind seit 2004 ebenfalls als Bausteine der molekularen Elektronik bekannt, da sie selbst-zusammenbauende Säulen bilden und Nanoröhren.^[5]

Struktur von Hexa-peri-hexabenzocoronen

Darstellung

Klaus Müllen synthetisierte es als Basisbaustein für Säulen in Flüssigkristallen, die wie das Molekül eine C₃-Symmetrie haben (dreizählige Symmetrieachse senkrecht auf dem ebenen Molekül). Seine erste Synthese erfolgte mit „nasser Chemie“ und wurde von ihm als recht einfach beschrieben mit Standardmethoden der Synthese benzoider PAK (BPAK): Diels-Alder-Reaktion von 1,2,3-Triethinylbenzol mit Cyclopentadienon-Derivaten bei Anwesenheit von o-Xylolen. Es entstehen Vorstufen der Polybenzol-Verbindung, die anschließend unter sauren Bedingungen einer oxidativen Cyclodehydrierung unterzogen werden. Müllen verfolgte allgemein ein Programm der billigeren Herstellung von Bausteinen molekularer Elektronik mit Methoden der nassen organischen Chemie (statt mit Chemischer Gasphasenabscheidung), vorzugsweise von Bausteinen, die eine Tendenz zum Selbstzusammenbau haben. Es ist ein Beispiel für Graphen-Nanostrukturen und wurde so auch von Müllen und Mitarbeitern mit Hilfe der von ihnen entwickelten soft landing Massenspektrometrie auf Oberflächen erzeugt.^[6] Müllen synthetisiert mit seiner Gruppe solche Graphen-Nanostrukturen (darunter auch leitende Bänder) im Rahmen der organischen Elektronik.

Vorkommen

Ein natürliches Vorkommen ist nicht bekannt.

Eigenschaften

Veranschaulichung der planaren Geometrie

Superphenalen hat eine planare Geometrie. Es hat mit 540.000 mesomeren Grenzstrukturen deutlich mehr als Superbenzol (250), Supernaphthalen (16.100) und auch als Buckminsterfulleren (12.500).^[2] Das Molekül hat eine senkrecht auf dem Molekül stehende dreizählige Symmetrieachse (C₃).

Einzelnachweise

1. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
2. Milan Randić, Xiaofeng Guo: Giant benzenoid hydrocarbons. Superphenalene resonance energy. In: New Journal of Chemistry. Band 23, Nr. 2, 1999, S. 251–260, doi:10.1039/A808949C.
3. Shunji Ito, Peter Tobias Herwig, Thilo Böhme, Jürgen P. Rabe, Wolfgang Rettig, Klaus Müllen: Bishexa-peri-hexabenzocoronenyl: A “Superbiphenyl”. In: Journal of the American Chemical Society. 122, 2000, S. 7698–7706, doi:10.1021/ja000850e.
4. Jishan Wu, Mark D. Watson, Natalia Tchebotareva, Zhaohui Wang, Klaus Müllen: Oligomers of Hexa-peri-hexabenzocoronenes as “Super-oligophenylenes”: Synthesis, Electronic Properties, and Self-assembly. In: The Journal of Organic Chemistry. 69, 2004, S. 8194–8204, doi:10.1021/jo0490301.
5. Jonathan P. Hill, Wusong Jin, Atsuko Kosaka, Takanori Fukushima, Hideki Ichihara, Takeshi Shimomura, Kohzo Ito, Tomihiro Hashizume, Noriyuki Ishii, Takuzo Aida: Self-Assembled Hexa-peri-hexabenzocoronene Graphitic Nanotube, Science, Band 304, 2004, S. 1481–1483, doi:10.1126/science.1097789, PMID 15178796.
6. Hans Joachim Räder, Ali Rouhanipour, Anna Maria Talarico, Vincenzo Palermo, Paolo Samorì, Klaus Müllen: Processing of giant graphene molecules by soft-landing mass spectrometry. In: Nature Materials, Band 5, 2006, S. 276–280, doi:10.1038/nmat1597 (Abbildung).

Literatur

• Milan Randić: Resonance energy of very large benzenoid hydrocarbons. In: International Journal of Quantum Chemistry. Band 17, Nr. 3, 1980, S. 549–586, doi:10.1002/qua.560170314.
• Željko Tomović, Mark D. Watson, Klaus Müllen: Superphenalene-Based Columnar Liquid Crystals. In: Angewandte Chemie International Edition. Band 43, Nr. 6, 2004, S. 755–758, doi:10.1002/anie.200352855.

  deutsche Ausgabe: Columnare Flüssigkristalle auf Superphenalen-Basis, Angewandte Chemie, Band 116, 2004, S. 773–777