Eptacene

L'eptacene è un composto organico con formula C₃₀H₁₈. Appartiene alla classe degli aceni ed è costituito da sette anelli benzenici condensati in linea. In condizioni normali è un solido nero-verde che si decompone rapidamente in presenza di ossigeno.^[1][2] L'eptacene e suoi derivati sono studiati come possibili semiconduttori nell'elettronica organica.^[3][4]

Eptacene
Formula di struttura dell'eptacene
Modello molecolare dell'eptacene
Nome IUPAC
eptacene
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	C30H18
Numero CAS	258-38-8
PubChem	5460712
SMILES	C1=CC=C2C=C3C=C4C=C5C=C6C=C7C=CC=CC7=CC6=CC5=CC4=CC3=CC2=C1
Proprietà chimico-fisiche
Solubilità in acqua	insolubile
Indicazioni di sicurezza

Sintesi

Una prima sintesi dell'eptacene fu descritta nel 1942 da E. Clar.^[5] Altre sintesi furono riportate in seguito,^[6][7][8] ma il composto rimase elusivo fino al 2006, quando infine l'eptacene fu isolato e caratterizzato^[9] in modo convincente in matrice di PMMA.^[10][11] La sequenza sintetica è riportata nella figura seguente; la decarbonilazione del dichetone precursore nell'ultimo passaggio fu condotta per via fotochimica in matrice di PMMA. Il composto così prodotto si decompose dopo 4 ore per reazione con l'ossigeno atmosferico.

Sintesi dell'eptacene (2006)

Eptacene solido fu ottenuto nel 2017; lo schema sintetico è mostrato nella figura seguente.^[10] La riduzione di 7,16-eptacenechinone portò alla miscela di due dimeri dell'eptacene; questi ultimi si decomposero formando eptacene monomero per trattamento termico sotto vuoto. Il composto solido risultò immutato dopo 48 giorni se mantenuto sotto vuoto al buio e a temperatura ambiente.

Sintesi dell'eptacene (2017)

Derivati dell'eptacene

L'introduzione di sostituenti nello scheletro molecolare porta a derivati dell'eptacene che risultano alquanto più stabili, tanto da permetterne la caratterizzazione spettroscopica e strutturale. Due esempi sono mostrati nelle figure.

Derivato dell'eptacene funzionalizzato con gruppi fenile e triisopropilsililetinile.^[12]

Derivato dell'eptacene funzionalizzato con gruppi fenile e tiofenile.^[13]

Note

1. Hesse et al. 2005, p. 16.
2. Tönshoff e Bettinger 2014
3. Anthony 2008
4. Watanabe et al. 2013
5. Clar 1942
6. Marschalk 1943
7. Bailey e Liao 1955
8. Boggiano e Clar 1957
9. Mondal et al. 2006
10. Einholz et al 2017
11. Tönshoff e Bettinger 2121
12. Chun et al. 2008
13. Kaur et al. 2009

Bibliografia

• (EN) J. E. Anthony, The Larger Acenes: Versatile Organic Semiconductors, in Angew. Chem. Int. Ed., vol. 47, n. 3, 2008, pp. 452-483, DOI:10.1002/anie.200604045.
• (EN) W. J. Bailey e C. W. Liao, Cyclic Dienes. XI. New Syntheses of Hexacene and Heptacene, in J. Am. Chem. Soc., vol. 77, n. 4, 1955, pp. 992–993, DOI:10.1021/ja01609a055.
• (EN) B. Boggiano e E. Clar, 519. Four higher annellated pyrenes with acene character, in J. Chem. Soc., 1957, pp. 2681-2689, DOI:10.1039/JR9570002681.
• (EN) D. Chun, Y. Cheng e F. Wudl, The Most Stable and Fully Characterized Functionalized Heptacene, in Angew. Chem. Int. Ed., vol. 47, n. 44, 2008, pp. 8380-8385, DOI:10.1002/anie.200803345.
• (DE) E. Clar, Heptacen ein einfacher, "ultragrüner" Kohlenwasserstoff (Aromatische Kohlenwasserstoffe, XXXV. Mitteil.), in Ber. dtsch. Chem. Ges. A/B, vol. 75, n. 11, 1942, pp. 1330-1338, DOI:10.1002/cber.19420751114.
• (EN) R. Einholz, T. Fang, R.Berger, P. Grüninger e altri, Heptacene: Characterization in Solution, in the Solid State, and in Films, in J. Am. Chem. Soc., vol. 139, n. 12, 2017, pp. 4435–4442, DOI:10.1021/jacs.6b13212.
• (DE) M. Hesse, H. Meier e B. Zeeh, Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie, 7ª ed., Stuttgart, Thieme, 2005, ISBN 9783135761077.
• (EN) I. Kaur, N. N. Stein, R. P. Kopreski e G. P. Miller, Exploiting Substituent Effects for the Synthesis of a Photooxidatively Resistant Heptacene Derivative, in J. Am. Chem. Soc., vol. 131, 2009, pp. 3424 – 3425, DOI:10.1021/ja808881x.
• (EN) C. Marschalk, Note on the article by E. Clar entitled "Heptacene, an ultragreen hydrocarbon.", in Bull. Soc. Chim. Fr., vol. 10, 1943, pp. 511-512.
• (EN) R. Mondal, B. K. Shah e D. C. Neckers, Photogeneration of Heptacene in a Polymer Matrix, in J. Am. Chem. Soc., vol. 128, n. 30, 2006, pp. 9612–9613, DOI:10.1021/ja063823i.
• (EN) C. Tönshoff e H. F. Bettinger, Beyond Pentacenes: Synthesis and Properties of Higher Acenes, in Top. Curr. Chem., vol. 349, 2014, pp. 1-30, DOI:10.1007/128_2013_437.
• (EN) C. Tönshoff e H. F. Bettinger, Pushing the Limits of Acene Chemistry: The Recent Surge of Large Acenes, in Chem. Eur. J., vol. 27, n. 10, 2021, pp. 3193-3212, DOI:10.1002/chem.202003112.
• (EN) M. Watanabe, K. Y. Chen, Y. J. Chang e T. J. Chow, Acenes generated from precursors and their semiconducting properties, in Acc. Chem. Res., vol. 46, n. 7, 2013, pp. 1606–1615, DOI:10.1021/ar400002y.

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