Perylen

Perylen i​st eine chemische Verbindung a​us der Stoffklasse d​er polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe.

Strukturformel
Allgemeines
Name Perylen
Andere Namen
  • peri-Dinaphthylen
  • Dibenz[de,kl]anthracen
Summenformel C20H12
Kurzbeschreibung

gelbe Kristalle[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 198-55-0
EG-Nummer 205-900-9
ECHA-InfoCard 100.005.365
PubChem 9142
Wikidata Q417674
Eigenschaften
Molare Masse 252,32 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Schmelzpunkt

273–278 °C[1]

Siedepunkt

350–400 °C subl.[2]

Dampfdruck

< 0,1 Pa (20 °C)[1]

Löslichkeit

sehr g​ut löslich i​n DCM, Toluol, Chloroform, Tetrahydrofuran, s​ehr schlecht löslich i​n Ethanol, Methanol, praktisch unlöslich i​n Wasser[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze [1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorkommen

Perylen k​ommt unter anderem i​n Steinkohlenteer u​nd als Luftverschmutzung i​m Feinstaub vor. Auch i​n fossilen Crinoiden u​nd tropischen Termitenbauten k​ann die Substanz nachgewiesen werden. Zudem findet s​ich Perylen i​n Torf u​nd rezenten Sedimenten a​m Grund v​on Gewässern, a​ber auch i​n Rohöl. Eine mögliche Herkunft a​us dem Abbau v​on Holz d​urch Pilze w​ird diskutiert.[3]

Herstellung

Perylen entsteht durch Erhitzen von Naphthalin mit Aluminiumchlorid oder anderen Lewissäuren. Es wurde dadurch 1910 erstmals von Roland Scholl isoliert. Perylen kann weiterhin durch Decarboxylierung von Perylentetracarbonsäuredianhydrid (PTCDA), einem weit verbreiteten Farbpigment, hergestellt werden. Dies geschieht mit Hilfe von Mikrowellen in Anwesenheit von katalytischen Mengen Kupfer im hochsiedenden und für Decarboxylierung häufig verwendeten Lösungsmittel Chinolin.[4]

Eigenschaften

Das Molekül ist eben und inversionssymmetrisch (Symmetriegruppe D2h). Es ist ein Feststoff, der gelbe glänzende Plättchen bildet und bei 272–273 °C schmilzt. Substituierte Perylene sind farbstark und beständig gegen Wärme und viele Chemikalien. Chemische Reaktionen, für die Perylen weiterhin zugänglich ist, sind beispielsweise Halogenierungen und Diels-Alder-Cycloadditionen in der Bay-Region. Hierbei kann beispielsweise mit einer zweimaligen Addition von Maleinsäureanhydrid Schritt für Schritt Coronen aufgebaut werden. Der Zwischenschritt nach jeder Addition von Maleinsäureanhydrid besteht aus der Decarboxylierung der dadurch angefügten Säureanhydridfunktion unter Verwendung von Kupfer und Chinolin.[5] Perylen ist ein organischer Halbleiter.[6] Gelöst in Dichlormethan fluoresziert es unter UV-Licht und wird bei organischen Leuchtdioden (OLEDs) als Werkstoff eingesetzt.

Perylen gelöst in Dichlormethan fluoresziert unter UV-Licht
Perylenkristalle auf einem Uhrglas

Verwendung

Perylen wird in Form von Derivaten wie PTCDA oder MePTCDI als Pigment verwendet oder als Reinststoff in organischen Bauelementen wie Transistoren, OLED oder organischen Solarzellen. Weitere Derivate von Perylen wie beispielsweise Diindenoperylen (DIP) oder Dibenzo{[f,f′]-4,4′,7,7′-tetraphenyl}diindeno[1,2,3-cd:1′,2′,3′-lm]perylen (DBP) und verschieden substituierte DIPs finden ebenfalls Anwendung in OLEDs und organischen Solarzellen (OSC).

Einzelnachweise

  1. Datenblatt Perylen (PDF) bei Merck, abgerufen am 18. Januar 2011.
  2. Claudia Synowietz (Hrsg.): Taschenbuch für Chemiker und Physiker. begründet von Jean d’Ans, Ellen Lax. 4. Auflage. Band II: Organische Verbindungen. Springer, Berlin 1983, ISBN 3-540-12263-X.
  3. Grice et al.: New insights into the origin of perylene in geological samples. In: Geochimica et Cosmochimica Acta. Volume 73, Issue 21, 2009, S. 6531–6543, doi:10.1016/j.gca.2009.07.029.
  4. Liu, Huibiao et al.: Synthesis of Organic One-Dimensional Nanomaterials by Solid-Phase Reaction. In: Journal of the American Chemical Society. Volume 125, Issue 36, 2003, S. 10794–10795, doi:10.1021/ja036697g.
  5. Sonia Alibert-Fouet, Isabelle Seguy et al.: Liquid-Crystalline and Electron-Deficient Coronene Oligocarboxylic Esters and Imides By Twofold Benzogenic Diels–Alder Reactions on Perylenes In: Chem. Eur. J. Volume 13, 2007, S. 1746–1753, doi:10.1002/chem.200601416.
  6. Q. Chen et al.: Epitaxial Growth of a Crystalline Organic Semiconductor: Perylene/Cu{110}. In: Chemistry of Materials 14, 2002, S. 743–749.
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