喹吖啶酮
喹吖啶酮（英語：Quinacridone）是一類有機染料。通常情況下特指紫色的線型反式喹吖啶酮，系統名：喹啉並-[2,3-b]-吖啶-5,12-二氫-7,14-二酮[1]，又稱顏料紫19。
| 喹吖啶酮（線型反式） | |
|---|---|
| |
| IUPAC名 喹啉並-[2,3-b]-吖啶-5,12-二氫-7,14-二酮[1] 5,12-Dihydroquinolino[2,3-b]acridine-7,14-dione | |
| 別名 | C.I.: 73900, 顏料紫19 |
| 識別 | |
| CAS號 | 1047-16-1 
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| PubChem | 13976 |
| ChemSpider | 13369 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYAK |
| EINECS | 213-879-2 |
| 性質 | |
| 化學式 | C20H12N2O2 |
| 摩爾質量 | 312.32 g·mol−1 |
| 外觀 | 紅色粉末（納米顆粒） |
| 密度 | 1.47 g/cm3 |
| 溶解性（水） | 不溶於水 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
喹吖啶酮顏料為非水溶性顏料，其有多種衍生物，並廣泛應用於工業着色劑，如戶外塗料、彩色打印墨水、紋身墨水、水彩顏料等[2][3]。
合成
編輯喹吖啶酮在結構上由吖啶酮與喹啉結構單元融合得到。喹吖啶酮最早採用Liebermann法合成，即2,5-二氨基對苯二甲酸在硼酸催化熱縮合得到[1]。
- 熱閉環法
熱閉環法是已知最早的合成喹吖啶酮的工業方法[1]。採用琥珀酸二甲酯（或乙酯）在鹼作用下成環得到3,6-二氫-對苯二酚-2,5-二羧酸酯。隨後3,6-二氫-對苯二酚-2,5-二羧酸酯與苯胺縮合得到二氫喹吖啶酮，最後氧化二氫喹吖啶酮即可得到喹吖啶酮[2]。
- 酸閉環法
酸閉環法由Liebermann法改進得到，其特點是中間的苯環是完全合成得到的。3,6-二氫-對苯二酚-2.5-二羧酸酯與芳香胺縮合得到2,5-二芳胺基-3,6-二氫-對苯二甲酸二酯，隨後用合適的化學物質氧化得到2,5-二芳胺基對苯二甲酸二酯。在多聚磷酸中或其他酸中水解和成環得到喹吖啶酮[1]。
衍生物
編輯| 喹吖啶酮的同分異構體[1] |
|---|
 線型反式（強藍光的紅色） |
 線型順式（淡黃光的紅色） |
 角型順式（淡黃光的紅色） |
 角型反式（淡黃光的紅色） |
因喹吖啶酮顏料具有出色的顏色和耐候性，所以此類顏料被視作為一種高性能顏料。1955年由杜邦公司的W. S. Struv首先發現了線型喹吖啶酮在顏料工業中的價值，並於1958年實現喹吖啶酮顏料的商業化[6]。其主要用途包括汽車和工業塗料。 用表面活性劑增溶的功能化喹吖啶酮顏料納米分散體是最常見的洋紅色印刷油墨。
喹吖啶酮的顏色通常為深紅色至紫色。其顏色與取代基和固體晶型有關，比如未取代的γ相喹吖啶酮可提供強烈的紅色，具有出色的色牢度和抗溶劑化性。β相喹吖啶酮可提供紅褐色，並且更耐候和耐光。且這兩種晶型在熱力學上比α相更穩定。γ相的特徵為十字交叉晶格，每個喹吖啶酮分子與四個相鄰分子通過單個氫鍵連接。而β相由鏈狀分子鏈組成，每個喹吖啶酮分子與兩個相鄰分子之間通過雙氫鍵連接[7]。
喹吖啶酮的基本取代基修飾有甲基（-CH3）和氯原子（-Cl）。一些特定的取代衍生物還有專用的商品名，如「硫靛紫」（Thio Violet）[8] 和「吖啶紫」（Acra Violet）[9]。
半導體性質
編輯喹吖啶酮衍生物在分散狀態下展現出強熒光特性和高載流子遷移率的特性。這些特性提供了良好的光、熱和電化學穩定性，使得在有機發光二極管（OLED）、有機太陽能電池（OSC）、有機場效應晶體管（OFET）等光電器件中有重要運用。由於分子間氫鍵和π-π堆積的相互作用，喹吖啶酮可以形成自組裝的超分子有機半導體[10][11]。
在石墨基底上生長的自組裝喹吖啶酮鏈的掃描隧道顯微鏡圖像
參考文獻
編輯- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 王榮文，張合傑. 喹吖啶酮颜料. 上海染料. 2017, 45 (1): 11–19. doi:10.3969/j.issn.1008-1348.2017.01.003.
- ^ 2.0 2.1 Hunger, K.; Herbst, W., Pigments, Organic, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a20_371
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- ^ Labana, S. S.; Labana, L. L. Quinacridones. Chemical Reviews. 1967, 67: 1–18. doi:10.1021/cr60245a001.
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- ^ E.F. Paulus; F.J.J. Leusen & M.U. Schmidt. Crystal structures of quinacridones. CrystEngComm. 2007, 9 (2): 131. CiteSeerX 10.1.1.589.5547
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- ^ MacEvoy, Bruce. handprint : watercolor brands. www.handprint.com. [4 October 2019].
- ^ Myers, David. The Color of Art Pigment Database: Pigment Violet - PV. Art is Creation. [4 October 2019].
- ^ Chenguang, Wang; Zuolun, Zhang; Yue, Wang. Quinacridone-based π-conjugated electronic materials. J. Mater. Chem. C. 2016, 4 (42): 9918–36. doi:10.1039/C6TC03621J.
- ^ Głowacki, Eric Daniel; Irimia-Vladu, Mihai; Kaltenbrunner, Martin; Gsiorowski, Jacek; White, Matthew S.; Monkowius, Uwe; Romanazzi, Giuseppe; Suranna, Gian Paolo; Mastrorilli, Piero; Sekitani, Tsuyoshi; Bauer, Siegfried; Someya, Takao; Torsi, Luisa; Sarıçiftçi, Niyazi Serdar. Hydrogen-Bonded Semiconducting Pigments for Air-Stable Field-Effect Transistors. Advanced Materials. 2013, 25 (11): 1563–9. Bibcode:2013AdM....25.1563G. PMID 23239229. S2CID 205247943. doi:10.1002/adma.201204039.
