Фталоцианины

Фталоцианины — высшие гетероциклические соединения, состоящие из бенз ^*пиррольных колец, соединеннымы между собой через sp3-гибридизованный атом азота. Вся молекула представляет собой ароматическую систему. Центральные пиррольные атомы азота могут быть связаны с водородом или металлами. При этом между центральным элементом и пиррольными атомами азота возникают координационные связи. Эти связи фталоцианины могут образовывать более чем с 70 элементами, поэтому существует большое количество различных элемент-замещенных фталоцианинов.

История открытия

Первое упоминание о странном темно-синем веществе, которое сейчас называется фталоцианином относится к 1907 году. В 1927 году швейцарские исследователи пытались превратить о-дибромбензол во фталонитрил. При этом получались синие соединения, среди которых были медь-замещенные фталоцианин, нафталоцианин, октаметилфталоцианин. Исследователи сообщали об удивительно высокой стабильности этих странных комплексов, однако так и не провели детальных исследований. ^* Толчком к детальному исследованию этих соединений также послужила случайность: в результате реакции, в которой ожидались только бесцветные продукты, был получен осадок темно-синего цвета. Впервые фталоцианин меди был получен Линстедом в 1934 году при нагревании динитрила фталевой кислоты с порошком меди. После этого началось интенсивное исследование этих соединений.

Физические свойства

Фталоцианины — ярко окрашенные темно-синие соединения, при нормальных условиях находятся в твердой фазе. Легко сублимируют и кристаллизуются, это позволяет получить очень чистые материалы, примерно 10¹⁴...10¹⁶ молекул примеси в одном см³ материала. Очень высокая термическая стабильность. На воздухе не разлагаются до температуры 400...500°С, в вакууме — до 900°С.

Оптические свойства: коньюгированная &pi-система, имеющая в своем составе 18 электронов, образует области поглошения в видимом диапазоне с длинами волн примерно 400 и 700 нм с коэффициентом затухания порядка 2·105 моль^-1см^-1.

Растворимость: растворяются только в концентрированной серной кислоте, при ее разбавлении выпадают в осадок. При наличии заместителей в бензольном кольце могут растворяться в различных растворителях.

Получение

По изображению слева видно, что молекула фталоцианина состоит из четырех одинаковых частей. На этом и базируется стратегия синтеза: в качестве исходных берут соединения, соответствующие данной части. Это различные производные фталевой кислоты: фталонитрил, о-цианобензамид, фталевый ангидрид, фталимид и дииминоизоиндол. Справа представлена схема синтеза.

Химические свойства

Применение

Катализатор ИВКАЗ на основе комплекса фталоцианина с кобальтом, разработанный Всероссийским Институтом Углеводородных материалов г.Казань применяется для удаления меркаптанов из сырой нефти.

Литература

H. de Diesbach,E. von der Weid, Helevtica Chimica Acta, 1927, 10, 886

Высшие гетероциклы