science >> Wetenschap >  >> Chemie

Directe synthese van azuleen blijft verleidelijke eigenschappen onthullen

De blauwe kleur is moeilijk waar te nemen in zijn kristalvorm. Azuleen geeft een geur af die lijkt op mottenballen. Krediet:Shinshu University

Azuleen is een vrij nette stof. Zoals de naam al doet vermoeden, het vertoont een eigenaardige blauwe kleur. Voor het eerst gesynthetiseerd in de jaren 1930, azuleen is in de geneeskunde gebruikt vanwege zijn bioactieve eigenschappen. Nu worden azuleenderivaten bestudeerd voor gebruik in organische elektronica zoals n-type halfgeleiders, zonnecellen en niet-lineaire optica. Dit wordt mogelijk gemaakt door de functionalisering van de azuleenring. Odd-posities van de ring waren uitgebreid onderzocht vanwege hun hoge reactiviteit, hoewel het moeilijk was om hun functionaliteit te selecteren vanwege hun elektronische eigenschappen. Sterk gefunctionaliseerde azulenen werden mogelijk gemaakt door kruiskoppelingsreacties van even genummerde posities van azulenen. Echter, het was moeilijk om deze voorlopers te synthetiseren.

Universitair hoofddocent Taku Shoji aan de Shinshu University et al. was succesvol in directe synthese van 2-arylazuleen. Een van de weinige onderzoekers die gespecialiseerd is in azuleensynthese, Professor Shoji stelt dat de doorbraak in dit onderzoek de synthese van azuleen op gramschaal in plaats van milligram mogelijk maakt. Het eerdere mogelijke productievolume maakte het moeilijk voor mogelijk gebruik in organische elektronica. Het kunnen synthetiseren van azulenen uit gemakkelijk verkrijgbare 2H-cycloheptafuran-2-on-derivaten en silylenolether is een grote stap voorwaarts in praktische toepassingen.

De fluorescentie van de azuleenderivaten in zure omstandigheden (te zien op de foto) werd tijdens dit onderzoek onverwachts waargenomen. Hoewel deze eigenschap van azuleenderivaten eerder was gemeld, de onderzoeksgroep ontdekte dat 2-fenylazulenen de emissie vertonen in zure media en dat de fluorescentiegolflengte afhangt van de elektronische eigenschappen van de substituenten op de gesubstitueerde benzeenring. De groep werkt samen met fotochemische experts om het mechanisme van deze onverwachte fluorescentie op te helderen.

Professor Shoji en zijn team blijven proberen 2-arylazuleen te synthetiseren bij een lagere temperatuur met behulp van een geschikte katalysator. Professor Shoji stelt dat "hoewel azuleen al honderd jaar wordt bestudeerd, nieuwe synthetische methoden, reactiviteit en fysieke eigenschappen worden nog steeds ontdekt." Hij blijft gefascineerd door wat deze mysterieuze blauwe substantie kan onthullen en uiteindelijk kan worden toegepast.

Onverwachte fluorescentie- en kleurveranderingen onder zure omstandigheden. Krediet:Copyright 2020, Royal Society of Chemistry