Ditieniletén konjugált dibenzopentalén rendszer szintézise molekuláris elektronikai felhasználásra
A molekuláris elektronika egyik célja processzorok további miniatürizálása, szerves félvezető alapú tranzisztorok alkalmazásával. Számos kutatás kezdett foglalkozni integrált áramkörök alapvető elemeinek megfeleltethető kisméretű szerves molekulák szintézisével. [1] A napjainkban is használt tranzisztorok analógiájára terveztünk és állítottunk elő egy új, potenciális unimolekuláris egyenirányító rendszert.
A terület pionír molekulacsaládjai közé tartoznak a ditieniletén (DTE) alapú fotokapcsolók, [2] melyekre jellemző a fotokémiai vagy termális gerjesztés hatására végbemenő elektrociklizáció (1.ábra), amely többek között a molekula geometriai és elektronikai tulajdonságait is nagyban befolyásolja. Az átalunk javasolt rendszerben egy elektronszívó csoportot tartalmazó DTE kapcsolót kötöttünk össze egy elektronküldő csoporttal funkcionalizált dibenzo[a,e]pentalén [3] (DBP) szerkezettel. Elméleti kémiai (DFT) számításaink alapján, az így kapott elektronszerkezet konjugációs mintázata a fotokapcsoló részlet működésén keresztül jelentősen befolyásolható. Fotokapcsolás hatására várhatóan csökkenni fog a dibenzo[a,e]pentalén részlet antiaromás karaktere a periférián megtalálható elektronküldő és elektronszívó csoportok között kialakuló elektronikus kommunikáció miatt. Ez vélhetően együtt jár ezen szerkezeti elem vezetőképességének változásával is.
Kutatásunk során sikerrel szintetizáltuk a tervezett célmolekulát (1, 1.ábra), így lehetőségünk nyílt a rendszer általános szerkezeti és fotokémiai vizsgálatára is. Továbbá, az annulált pentalén részlet (anti)aromássági viszonyait is feltérképeztük kvantumkémiai és spektroszkópiai (NMR) módszerek segítségével.
Források:
[1] N. Fuentes, A. Martín-Lasanta, L. Álvarez de Cienfuegos, M. Ribagorda, A. Parra, J. Cuerva, Nanoscale 2011, 3, 4003-4014.
[2] M. Irie, T. Fukaminato, K. Matsuda, S. Kobatake, Chem. Rev. 2014, 114, 12174-12277.
[3] T. Kawase, T. Fujiwara, C. Kitamura, A. Konishi, Y. Hirao, K. Matsumoto, H. Kurata, T. Kubo, S. Shinamura, H. Mori et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 122, 7894-7898.
