stringtranslate.com

Пирен

Пирен представляет собой полициклический ароматический углеводород (ПАУ), состоящий из четырех конденсированных бензольных колец, образующих плоскую ароматическую систему. Химическая формула C 16 H 10 . Это желто-зеленое твердое вещество представляет собой наименьший периферически слитый ПАУ (кольца которого слиты более чем через одну поверхность). Пирен образуется при неполном сгорании органических соединений. [10]

Возникновение и свойства

Пирен впервые был выделен из каменноугольной смолы , где его содержание составляет до 2% по массе. Как периконденсированный ПАУ, пирен гораздо более резонансно стабилизирован, чем его пятичленное кольцо, содержащее изомер флуорантен . Поэтому его производят в широком диапазоне условий горения. Например, автомобили производят около 1 мкг/км. [11]

Реакции

Окисление хроматом дает перинафтенон, а затем нафталин-1,4,5,8-тетракарбоновую кислоту. Пирен подвергается ряду реакций гидрирования и подвержен галогенированию, добавкам Дильса-Альдера и нитрованию, причем все с разной степенью селективности. [11] Бромирование происходит по одному из трех положений. [12]

Восстановление натрием дает анион-радикал. Из этого аниона можно получить разнообразные пиареновые комплексы. [13]

Фотофизика

Пирен и его производные используются в коммерческих целях для производства красителей и предшественников красителей, например пиранин и нафталин-1,4,5,8-тетракарбоновая кислота. Он имеет сильное поглощение в УФ-видимом диапазоне в трех резких полосах при 330 нм в DCM. Излучение близко к поглощению, но движется на длине волны 375 нм. [14] Морфология сигналов меняется в зависимости от растворителя. Его производные также являются ценными молекулярными зондами для флуоресцентной спектроскопии, обладая высокими квантовым выходом и временем жизни (0,65 и 410 наносекунд соответственно в этаноле при 293 К). Пирен был первой молекулой, для которой было обнаружено эксимерное поведение. [15] Такой эксимер появляется около 450 нм. Теодор Фёрстер сообщил об этом в 1954 году. [16]

Приложения

Спектр флуоресценции пирена очень чувствителен к полярности растворителя, поэтому пирен использовался в качестве зонда для определения среды растворителя. Это связано с тем, что его возбужденное состояние имеет другую неплоскую структуру, чем основное состояние. Некоторые полосы излучения не изменяются, но интенсивность других меняется из-за силы взаимодействия с растворителем.

Диаграмма, показывающая нумерацию и места слияния колец пирена согласно номенклатуре органической химии ИЮПАК .

Пирены являются сильными донорами электронов, и их можно комбинировать с несколькими материалами для создания донорно-акцепторных систем, которые можно использовать в приложениях преобразования энергии и сбора света. [14]

Факторы безопасности и окружающей среды

Хотя он не так опасен, как бензопирен , исследования на животных показали, что пирен токсичен для почек и печени . Сейчас известно, что пирен влияет на несколько жизненных функций рыб и водорослей. [18] [19] [20] [21]

Его биоразложение было тщательно изучено. Процесс начинается с дигидроксилирования по каждому из двух типов связей CH=CH. [22] Эксперименты на свиньях показывают, что 1-гидроксипирен в моче является метаболитом пирена при пероральном приеме. [23]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Международный союз теоретической и прикладной химии (2014). Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 . Королевское химическое общество . п. 206. дои : 10.1039/9781849733069. ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. ^ abc Хейнс, с. 3,472
  3. ^ Хейнс, с. 5.162
  4. ^ Хейнс, с. 5.176
  5. ^ Хейнс, с. 12.96
  6. ^ Хейнс, с. 3,579
  7. ^ Камераман, А.; Троттер, Дж. (1965). «Кристаллическая и молекулярная структура пирена». Акта Кристаллографика . 18 (4): 636–643. дои : 10.1107/S0365110X65001494 .
  8. ^ Хейнс, стр. 5.34, 6.161.
  9. ^ СГС: PubChem
  10. ^ Фигейра-Дуарте, Тереза ​​М.; Мюллен, Клаус (2011). «Материалы на основе пирена для органической электроники». Химические обзоры . 111 (11): 7260–7314. дои : 10.1021/cr100428a. ПМИД  21740071.
  11. ^ ab Сенкан, Селим и Кастальди, Марко (2003) «Горение» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм.
  12. ^ Гумпрехт, WH (1968). «3-Бромпирен». Орг. Синтез . 48:30 . дои :10.15227/orgsyn.048.0030.
  13. ^ Кучера, Бенджамин Э.; Джилек, Роберт Э.; Бреннессел, Уильям В.; Эллис, Джон Э. (2014). «Бис(пирен)металлокомплексы ванадия, ниобия и титана: изолируемые гомолептические пиреновые комплексы переходных металлов». Acta Crystallographica Раздел C: Структурная химия . 70 (8): 749–753. дои : 10.1107/S2053229614015290. ПМИД  25093352.
  14. ^ аб Тагматарчис, Никос; Юэлс, Кристофер П.; Биттенкорт, Карла; Ареналь, Рауль; Пелаес-Фернандес, Марио; Сайед-Ахмад-Бараза, Юман; Кантон-Витория, Рубен (05.06.2017). «Функционализация MoS 2 с 1,2-дитиоланами: к донорно-акцепторным наногибридам для преобразования энергии». npj 2D-материалы и приложения . 1 (1): 13. дои : 10.1038/s41699-017-0012-8 . ISSN  2397-7132.
  15. ^ Ван Дайк, Дэвид А.; Прайор, Брайан А.; Смит, Филип Г.; Топп, Майкл Р. (май 1998 г.). «Наносекундная флуоресцентная спектроскопия с временным разрешением в лаборатории физической химии: образование эксимера пирена в растворе». Журнал химического образования . 75 (5): 615. Бибкод : 1998ЖЧЭд..75..615В. дои : 10.1021/ed075p615.
  16. ^ Фёрстер, Т.; Каспер, К. (июнь 1954 г.). «Ein Konzentrationsumschlag der Fluoreszenz». Zeitschrift für Physikalische Chemie . 1 (5_6): 275–277. дои :10.1524/зпч.1954.1.5_6.275.
  17. ^ Фам, Туан Ань; Сун, Фей; Нгуен, Мань-Туонг; Штёр, Майке (2014). «Самосборка производных пирена на Au (111): влияние заместителей на межмолекулярные взаимодействия». хим. Коммун . 50 (91): 14089–92. дои : 10.1039/C4CC02753A . ПМИД  24905327.
  18. ^ Оливейра, М.; Рибейро, А.; Хайланд, К.; Гильермино, Л. (2013). «Одиночное и сочетанное воздействие микропластика и пирена на молодь (группа 0+) бычка обыкновенного Pomatoschistus microps (Teleostei, Gobiidae)». Экологические показатели . 34 : 641–647. doi :10.1016/j.ecolind.2013.06.019.
  19. ^ Оливейра, М.; Гравато, К.; Гильермино, Л. (2012). «Острое токсическое воздействие пирена на Pomatoschistus microps (Teleostei, Gobiidae): смертность, биомаркеры и плавательные способности». Экологические показатели . 19 : 206–214. doi : 10.1016/j.ecolind.2011.08.006.
  20. ^ Оливейра, М.; Рибейро, А.; Гильермино, Л. (2012). «Влияние микропластика и ПАУ на микроводоросли Rhodomonas baltica и Tetraselmis chuii». Сравнительная биохимия и физиология. Часть A: Молекулярная и интегративная физиология . 163 : С19–С20. дои : 10.1016/j.cbpa.2012.05.062.
  21. ^ Оливейра, М.; Рибейро, А.; Гильермино, Л. (2012). «Влияние кратковременного воздействия микропластика и пирена на микропсы Pomatoschistus (Teleostei, Gobiidae)». Сравнительная биохимия и физиология. Часть A: Молекулярная и интегративная физиология . 163 : С20. дои : 10.1016/j.cbpa.2012.05.063.
  22. ^ Со, Чон Су; Кым, Ён Су; Ли, Цин (2009). «Бактериальная деградация ароматических соединений». Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения . 6 (1): 278–309. дои : 10.3390/ijerph6010278 . ПМЦ 2672333 . ПМИД  19440284. 
  23. ^ Кеймиг, SD; Кирби, КВ; Морган, ДП; Кайзер, Дж. Э.; Хьюберт, Т.Д. (1983). «Идентификация 1-гидроксипирена как основного метаболита пирена в моче свиней». Ксенобиотика . 13 (7): 415–20. дои : 10.3109/00498258309052279. ПМИД  6659544.

Цитируемые источники

дальнейшее чтение