Tinte de rileno

Un colorante de rileno es un colorante basado en la estructura de rileno formada por unidades de naftaleno unidas en posiciones peri. En los homólogos se añaden unidades de naftaleno adicionales, formando compuestos —o poli(perinaftalenos) — como el perileno , el terileno y el cuaternileno .

colorantes de perileno

Los colorantes de perileno son útiles por su intensa absorción de luz visible, alta estabilidad, capacidad de aceptación de electrones y rendimientos cuánticos unitarios. ^{[ 1 ]} Debido a estas propiedades, se investigan activamente en el ámbito académico para dispositivos optoelectrónicos y fotovoltaicos , procesos termográficos, cascadas de transferencia de energía, diodos emisores de luz y sistemas de absorción de infrarrojo cercano. ^{[ 2 ]}

Características del diseño molecular

La introducción de grupos de ácido carboxílico y ácido sulfónico aumenta la solubilidad de los colorantes de rileno en agua. La estructura de imida permite dos sustituyentes diferentes, por lo que se puede unir un único grupo reactivo a esta posición. ^{[ 2 ]} Los niveles HOMO/LUMO de los derivados de perileno diimida se pueden ajustar fácilmente mediante la sustitución en la posición bay. Se registra un desplazamiento batocrómico de aproximadamente 100 nm por cada unidad de naftaleno adicional.

Síntesis

Las perilendiimidas (PDI) se sintetizan tratando el dianhídrido perilenotetracarboxílico (PTCDA) con aminas a altas temperaturas. ^{[ 1 ]}

Esta reacción forma PDIs sustituidos simétricamente en las posiciones N y N'. Los grupos solubilizantes suelen incorporarse de esta forma. Si bien la solubilidad del dianhídrido es baja, la de algunos derivados mono- y diimidas mejora notablemente.

Pigmentos

Los derivados de la perileno diimida se desarrollaron como colorantes industriales debido a su excelente estabilidad química, fotoquímica, térmica y frente a la intemperie. Actualmente, los colorantes de perileno se utilizan principalmente en aplicaciones textiles y como pintura industrial de alta calidad. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Se han desarrollado varios pigmentos de perileno para pinturas artísticas :

Pigmento rojo 149, un rojo medio, entre el rojo cadmio claro y el oscuro . (estructura química: reemplazar el grupo HN en PV29 con 3,5-(CH ₃ ) ₂ C ₆ H ₃ ).
Pigmento Rojo 179, que es similar al carmesí de alizarina (estructura química: reemplazar el grupo HN en PV29 por CH ₃ N).
Negro de perileno 31 (estructura química: sustituir el grupo HN en PV29 por C ₆ H ₅ CH ₂ CH ₂ N)
Los colorantes de rileno han sido menos populares como marcadores fluorescentes debido a su baja solubilidad en soluciones acuosas.

Electrónica molecular

Los derivados de perilendiimida se han incorporado como transistores de efecto de campo de canal n debido a sus fuertes afinidades electrónicas. En particular, se ha observado que los OFET que utilizan derivados de perilendiimida altamente compactados con grupos atractores de electrones presentan buena estabilidad al aire. ^{[ 5 ]} El empaquetamiento molecular compacto es importante para mantener la estabilidad al aire. Por otro lado, la transferencia de electrones se ve fuertemente influenciada por el apilamiento π-π entre las unidades de perilendiimida. ^{[ 6 ]}

Los derivados de perileno diimida son adecuados como materiales aceptores debido a su alta afinidad electrónica y alta movilidad electrónica. ^{[ 1 ]}^{[ 7 ]}

Lecturas adicionales

https://web.archive.org/web/20090809215020/http://www.mpip-mainz.mpg.de/synthchem/rylene.html

Referencias

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1 2 Weil, T., Vosch, T., Hofkens, J., Peneva, K. y Müllen, K. (2010), La familia de colorantes Rylene: nanoemisores a medida para la investigación y las aplicaciones fotónicas . Angewandte Chemie International Edition, 49: 9068–9093. doi : 10.1002/anie.200902532
↑ K. Hambre. W. Herbst "Pigmentos orgánicos" en la Enciclopedia de química industrial de Ullmann , Wiley-VCH, Weinheim, 2012. doi : 10.1002/14356007.a20_371
↑ Greene, M. "Pigmentos de perileno" en Pigmentos de alto rendimiento, 2009, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002/9783527626915.ch16 pp. 261-274.
↑ Jones, BA; Ahrens, MJ; Yoon, M.-H.; Facchetti, A.; Marks, TJ; Wasielewski, MR (2004) Transporte de electrones: semiconductores de tipo n estables al aire y de alta movilidad con versatilidad de procesamiento: dicianoperileno-3,4:9,10-bis(dicarboximidas). Angew. Chem. Int. Ed., 43, 6363–6366
↑ Mei, J., Diao, Y., Appleton, AL, Fang, L., Bao, Z. (2013), Diseño integrado de materiales de semiconductores orgánicos para transistores de efecto de campo. J. Am. Chem. Soc. 135, 6724
↑ Usta, H., Facchetti, A., Marks, TJ (2011) Diseño de materiales semiconductores de canal n para circuitos orgánicos complementarios. Acc. Chem. Res. 44, 501−510

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