Benzosiklobütendion Temelli Organik Moleküler Materyaller: Yeni Antrasen Türevleri

Abstract

Bu çalışmada 2-fluorenil-2-hidroksi-benzosiklobütenon türevlerinin fluoren substitüe naftakinon türevlerine (asen kinonlara) bir termal yeniden düzenlenme reaksiyonuyla olan dönüşümleri incelendi. Benzosiklobütendion ile 2-lityo-9,9-dibütil-fluoren ve 2-lityo-9,9-dimetil-fluoren türevleriyle olan tepkimeleri öncelikle 2-fluorenil-2-hidroksi-benzosiklobütenon ara ürünlerini vermektedir. Bu ara ürünlerin p-ksilen içinde havaya açık biçimde kaynatılması sonucunda hedeflenen asenkinon türevleri üretilmektedir. Daha sonra elde edilen asenkinonların çeşitli organolityum bileşikleriyle gerçekleştirilen tepkimeleri diihidroksil fonksiyonel gruplarına sahip ara ürünleri vermektedir. Bu ara ürünlerin bir indirgeme ajanıyla tepkimeye sokulması sonucunda yüksek fluoresans özellik gösteren asen türevleri sentezlenmektedir. Asenler elektron taşıma materyalleri olarak organik elektronik cihazlarda örneğin, organik ince film transistörlerinde (OTFT) önemli bir kullanım alanına sahiptirler. Öte yandan, asenlerin özellikle yüksek analogları (pentasen, hekzasen, heptasen gibi) yapıdaki birleşik benzen halkalarının artışına bağlı olarak organik çözücülerdeki çözünürlükleri ve kararlılıkları azalmaktadır. Bu tür engeller asen yapısının çeşitli gruplar aracılığıyla fonksiyonellendirilmesi yoluyla aşılabilmektedir. Bu çalışmada, üretilen asen türevleri içerdikleri siklopentan halkası üzerindeki alkil grupları sayesinde organik çözücülerde oldukça iyi çözünmektedirler. Üstelik oda sıcaklığında hava ve su varlığında yüksek kararlılık sergilemektedirler.

The thermal rearrangement of 2-fluorenyl-2-hydroxybenzocyclobutenone to fluorene annelated naphthaquinone derivatives –acene quinones– was described. The reaction of benzocyclobutenedione with 2-lithio-9,9-dibutyl-fluorene and 2-lithio-9,9-dimethyl-fluorene gave 2-fluorenyl-2-hydroxybenzocyclobutenone derivatives which were heated in p-xylene at reflux open to the air to achive acene quinones. After then, acene quinones were reacted with various organolithium reagents to produce intermediates involving dihydroxyl groups. These intermediates were further reacted with a reducing agent to obtain differently substituted highly fluorescent acenes. Acenes constitute an important place as excellent electron transport materials in organic electronic devices, particularly, in organic thin film transistors (OTFTs). On the other hand, acenes particularly, higher acenes (pentacenes, hexacenes and heptacenes) are known as insoluble in common organic solvents and unstable, especially, with increased number of annelated benzene rings. These limitations are generally exceeded by functionalization of acene backbone. In this study, the prepared acene structures are highly soluble in common organic solvents because of alkyl chains on the cyclopentane ring in the main skeleton. Additionally, they are stable at room temperature in the presence of air and water.