Новости химической науки > Органический синтез нанографена

Исследователи из Японии разработали метод получения небольших по размеру фрагментов графена заданного размера и формы с помощью процесса непосредственного кросс-сочетания связей С–Н органических молекул. Объединение ароматических углеводородов позволяет получать листки графена с заданной формой и, следовательно, свойствами.

Кеничиро Итами (Kenichiro Itami) из Университета Нагойя поясняет, что в настоящее время не существует эффективного «восходящего» способа получения листочков графена с заданной формой и размерами (способа, основанного на движении от молекулярной формы вещества к наноструктуре). Тем не менее, разработка восходящего способа могла бы оказаться очень полезной для исследователей, изучающих зависимость свойств графена от его строения.

Непосредственное С–Н сочетание пирена позволяет получать нанографен.

Пытаясь решить эту проблему, японские исследователи взяли молекулу ароматического углеводорода пирена и осуществили ее сочетание с бифенилм, что приводило к селективной активации периферийных связей С–Н. Активированные связи С–Н затем реагировали с бифенилбороксином, после чего в результате окислительного сочетания происходила активация еще пары связей C–H и циклическая система пирена присоединялась к растущему плоскому листу нанографена.

Итами подчеркивает, что хотя ряд методов конденсации ароматических углеводородов, основанный на традиционном сочетании по Сузуки уже был разработан, преимуществом нового способа является отсутствие необходимости в значительной функционализации углеводородных субстратов. Он добавляет, что к настоящему времени коммерчески доступен достаточно широкий ряд различных полициклических углеводородов, поэтому метод может быть незначительно модифицирован для получения листочков нанографена других типов.

Игорь Ларосса (Igor Larrosa), специалист по химии и физике наноразмерных материалов, отмечает, что способ Итами представляет собой отличный пример функционализации С–Н связей, способный решить ряд важных задач в рамках химии практически полезных материалов. По его словам, пример восходящего органического синтеза графена прекрасен, новый подход позволит не только детально изучить зависимость свойств графена от его размеров и формы, но и, возможно, разработать новые материалы.

В процессе дальнейших исследований Итами собирается ответить на следующий вопрос – сколько циклом необходимо сконденсировать, чтобы нанографен начал вести себя как «обычный» гравен. Возможно, для этого потребуется 50-100 циклов, но это достаточно сложно предсказать a priori, именно поэтому такое исследование может оказаться весьма интересным.

Также в планах японского исследователя получение листочков нанографена, содержащих пяти или семичленные циклы (такие включения известны для фуллеренов), чтобы изучить, как внеплоскостное строение углеродных материалов повлияет на их физические и электронные свойства.

Источник: International Symposia on Advancing the Chemical Sciences (ISACS), 2012

метки статьи: #нанотехнологии, #органическая химия, #органический синтез