PL211658B1 - Nowa pochodna bis(pirydylo)fluorenu, sposób jej otrzymywania i zastosowanie nowej pochodnej bis(pirydylo)fluorenu - Google Patents

Nowa pochodna bis(pirydylo)fluorenu, sposób jej otrzymywania i zastosowanie nowej pochodnej bis(pirydylo)fluorenu

Info

Publication number
PL211658B1
PL211658B1 PL382420A PL38242007A PL211658B1 PL 211658 B1 PL211658 B1 PL 211658B1 PL 382420 A PL382420 A PL 382420A PL 38242007 A PL38242007 A PL 38242007A PL 211658 B1 PL211658 B1 PL 211658B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
pyridyl
fluorene
bis
didodecyl
formula
Prior art date
Application number
PL382420A
Other languages
English (en)
Other versions
PL382420A1 (pl
Inventor
Jadwiga Sołoducho
Krzysztof Idzik
Joanna Cabaj
Anna Nowakowska
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL382420A priority Critical patent/PL211658B1/pl
Publication of PL382420A1 publication Critical patent/PL382420A1/pl
Publication of PL211658B1 publication Critical patent/PL211658B1/pl

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest nowa pochodna bis(pirydylo)fluorenu i zastosowanie nowej pochodnej w czujnikach do wykrywania gazów toksycznych.
Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania nowej pochodnej bis(pirydylo)fluorenu.
Kopolimery zbudowane z fluorenowych jednostek są często wykorzystywane jako półprzewodnikowe cienkie filmy organiczne do zastosowań w budowie sprzętu telewizyjnego, urządzeń elektronicznych o właściwościach emitujących światło i urządzeniach tranzystorowych. Znany ze zgłoszenia patentowego nr US20040940566 kopolimer otrzymany z 9,9-dialkilofluorenu i pochodnych pirydyny znalazł zastosowanie w produkcji cienkich filmów emitujących światło.
Filmy służące jako elektrochromowe elementy wyświetlaczy znane z patentu nr JP 03028220 są wytwarzane z polifenylenów zawierających w łańcuchu bocznym jednostki fluorenowe.
Nowa pochodna bis(pirydylo)fluorenu nie została dotychczas opisana w literaturze.
W literaturze tranzystor polowy określa się skrótem FET - Field Effect Transistor, dosłownie tranzystor z efektem polowym. Tranzystory polowe mają coraz więcej zalet, a zasady ich stosowania są proste. Stanowią one odrębną klasę czujników chemicznych, a ich rozwój związany jest z możliwością konstruowania czujników zintegrowanych z układami analizującymi sygnał i łatwością ich masowej produkcji. W urządzeniach wykorzystujących efekt polowy uzyskano czułość na wodór, amoniak, siarkowodór, tlen, nienasycone węglowodory i pary alkoholu. Wykorzystywany efekt polowy polega na zmianie charakteru powierzchniowej warstwy półprzewodnika pod wpływem przyłożonego zewnętrznego pola elektrycznego.
W ciągu ostatnich lat znacznie wzrosło zainteresowanie materiałami półprzewodnikowymi (SiC), stosowanymi w konstrukcji silnych i odpornych na wysokie temperatury tranzystorów polowych.
Ze zgłoszenia patentowego US20030472970P znany jest wytrzymały tranzystor, o wysokiej mocy, zbudowany na bazie specjalnych kompozytów otrzymanych z związków krzemowych, galenowych, arsenowych i ich azotowych pochodnych.
Ze zgłoszenia patentowego nr US2006124909, znane są elektroprzewodzące filmy otrzymane z alfa, omega-difluoroheksylotiofeno pochodnych, które dzięki zmodyfikowanej procedurze otrzymywania wykorzystywane są jako termostabilne materiały do wytwarzania chemoczułych cienkich filmów stosowanych w wysokiej klasy urządzeniach tranzystorowych.
Ze zgłoszenia patentowego nr US2006157693 znane są pochodne azulenowe, stosowane jako półprzewodnikowe warstwy o właściwościach optycznych i elektrooptycznych do konstruowania tranzystorów z efektem polowym.
W zgł oszeniu nr US2006217527 ujawniono organometaliczne kompleksy z przeniesieniem ł adunku zbudowane z irydu, platyny, osmu itp. i pochodnych pirydyny, pirymidyny, oksadiazolu i tiadiazolu, które tworzą stabilne filmy LB wykorzystywane w produkcji elektronicznych urządzeń tranzystorowych i emitujących światło.
Nowa pochodna bis(pirydylo)fluorenu (DDPF), którą stanowi 9,9-didodecylo-2,7-bis(2-pirydylo)fluoren o wzorze 1.
Sposób otrzymywania 9,9-didodecylo-2,7-bis(2-pirydylo)fluorenu o wzorze 1 polega na reakcji 9,9-didodecylo-2,7-dibromofluorenu o wzorze 2 z 2-tributylocynopirydyną w obecności katalizatora palladowego, w temperaturze 90°C, w atmosferze azotu, korzystnie reakcję kondensacji prowadzi się w toluenie.
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie 9,9-didodecylo-2,7-bis(2-pirydylo)fluorenu o wzorze 1 do wykrywania gazów toksycznych. Zastosowanie według wynalazku polega na tym, że z 9,9-didodecylo-2,7-bis(pirydylo)fluoren, o wzorze 1 w kompleksie z tetracyjanochinodimetanem (TCNQ), stosuje się do wytworzenia aktywnej, trwałej molekularnej warstwy Langmuira-Blodgett, w tranzystorze z efektem polowym. Korzystnie symetryczny wielopierścieniowy przewodzący układ typu donor-akceptor z 9,9-didodecylo-2,7-bis(pirydylo)fluorenu i tetracyjanochinodimetanu o wzorze 3, w postaci filmu Langmuira-Blodgett (LB), osadzony jest na pokrytym ditlenkiem krzemu podłożu krzemowym, wyposażonym w fotolitograficznie naniesiony układ ośmiu złotych zagrzebanych elektrod, których szerokość jest równa odległości pomiędzy nimi. Bardzo dobry materiał elektroaktywny, w postaci filmu LB, korzystnie zawierający 21 warstw z 9.9-didodecylo-2,7-bis(pirydylo)fluorenu i tetracyjanochinodimetanu, zastosowany w czujniku chemicznym, zachowuje się jak półprzewodnik n-p dziurawo-elektronowy. Przewodnictwo materiału wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, w związku z tym wytworzony film LB znajduje zastosowanie w budowie czujników tranzystorowych z efektem polowym.
PL 211 658 B1
Czujnik przeznaczony jest do wykrywania substancji toksycznych. Czujnik według wynalazku nadaje się do stosowania dla różnych stężeń i charakteryzuje się dużą czułością, która dla NO2 wynosi 1.5 ppm. Warstwa Langmuira-Blodgetta uzyskana ze związku według wynalazku i powtarzalność otrzymanych wyników oraz różne odpowiedzi czujnika na różne stężenia gazów, kwalifikują ten materiał do wykorzystania w budowie czujników o zwiększonym spektrum oznaczanych gazów toksycznych.
Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na schemacie reakcji otrzymywania nowego związku oraz w przykładzie realizacji i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat czujnika do wykrywania gazów toksycznych i charakterystykę prądowo-napięciową warstwy półprzewodnikowej, zaś fig. 2 i fig. 3 - wykresy zale żności przewodnictwa warstwy aktywnej od stężenia amoniaku i ditlenku azotu obecnego w środowisku otaczającym próbkę.
P r z y k ł a d 1
Do 1.0 g, 1.5 mmola 9,9-didodecylo-2,7-dibromofluorenu, w 100 ml toluenu, dodaje się 1.66 g 2-tributylocynopirydyny (4.5 mmol), oraz 0.25 g (0.21 mmola) katalizatora - tetrakis(trifenylofosfino)palladu (Pd(PPh3)4). Reagenty miesza się w temperaturze 90°C przez 12 godzin w atmosferze azotu. Przebieg reakcji kontroluje się za pomocą chromatografii cienkowarstwowej (TLC). Toluen oddestylowuje się pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt poddaje się oczyszczaniu na kolumnie chromatograficznej stosując jako eluent heksan, a następnie mieszaninę heksanu i chloroformu w proporcji 3:1. Uzyskany zielonobrązowy oleisty produkt charakteryzuje się następującymi właściwościami fizycznymi i spektralnymi: rozpuszcza się w chloroformie, czterochlorku węgla, octanie etylu, metanolu, nie rozpuszcza się w eterze etylowym, naftowym, benzenie. Wydajność reakcji 82% (0.82g).
(CDCI3) δ: 8.75 (m, 2H, arom. H), 8.07-8.01 (m, 4H, arom. H), 7.85-7.81 (m, 4H, arom. H), 7.74 (td, J =7.6, 1.7 Hz, 2H, arom. H), 7.26-7.20 (m, 2H, arom. H), 2.16-2.10 (m, 4H),1.26-1.03 (m, 24H, CH2) 0.85 (q, J= 6.8 Hz, 6H, CH3), 1.31-1.21 (m, 36H, CH2), 0.78-0.62 (m, 4H).
13CNMR (CDCI3) δ: 157.7, 151.9, 149.6, 141.6, 138.4, 136.6, 125.9, 121.9, 121.2, 120.6,120.2, 55.5, 40.4, 31.9, 30.0, 29.6, 29.5, 23.8, 22.6,14.1.
Dla C47H64N2 obliczono: C, 85.92; H, 9.82: N, 4.26. Znaleziono: C, 85.75; H, 9.79; N, 4.09
Produkt, który stanowi 9,9-didodecylo-2,7-bis(2-pirydylo)fluoren (DDPF) przedstawiony wzorem 1, nie ulega polimeryzacji w przeciwieństwie do analogicznych układów z pierścieniami furanu, tiofenu, 3,4-etylenodioksytiofenu. Wynik ten zgodny jest z przeprowadzonymi teoretycznymi studiami prowadzonymi techniką DFT (teoria funkcjonałów gęstości).
P r z y k ł a d 2
Zastosowanie nowej pochodnej bis(pirydylo)fluoranu, polega na tym, że tworzy się czujnik chemiczny zawierający osiem elektrod złotych o szerokości 0.1 mm w rozstępie 0.1 mm, osadzonych na podłożu krzemowym, zagrzebanych w pokrywającej podłoże warstwie ditlenku krzemu. Elektrody pokrywa się stabilnym i trwałym dwudziestojednowarstwowym filmem Langmuira-Blodgett wytworzonym z kompleksu o wzorze 3, pochodnej bis(pirydylo)fluoranu, którą stanowi 9,9-didodecylo-2,7-bis(pirydylo)fluoren o wzorze 1 i tetracyjanochinodimetanu (TCNQ), a różnica potencjału między nimi wynosi 0.5 V.
W trakcie prowadzonych badań natężenie prą du pł yną cego przez tak zbudowany czujnik wynosi od 4*10-12 A do 8 * 10-12 A w temperaturze pokojowej, dla U=0.5-1.0 V. Wyniki testu czujnika na działanie gazów toksycznych, przedstawione na wykresie - fig. 2 dla NH3 i fig. 3 dla NO2, wykazały tendencję do wysycenia w górnym zakresie stosowanych stężeń gazów. Przewodnictwo filmu Langmuira-Blodgett powracało prawie do wartości początkowej po około 30 minutowym kontakcie z neutralną atmosferą, co bezpośrednio wskazuje na dobre zdolności regeneracyjne warstwy LB wytworzonej z kompleksu 9,9-didodecylo-2,7-bis(pirydylo)fluoren i tetracyjanochinodimetanu.
Charakterystyka prądowo-napięciowa (Fig. 1) wskazuje na przewodnictwo diodowe, przy czym aktywacja warstwy obserwowana jest w zakresie napięć od 0.6-1.0V.

Claims (6)

1. Nowa pochodna dialkilobis(pirydylo)fluorenu, którą stanowi 9,9-didodecylo-2,7-bis(pirydylo)fluoren o wzorze 1.
2. Sposób wytwarzania 9,9-didodecylo-2,7-bis(pirydylo)fluorenu o wzorze 1, znamienny tym, że 9,9-didodecylo-2,7-dibromofluoren o wzorze 2 poddaje się reakcji kondensacji z 2-tributylocynopirydyną w obecności katalizatora palladowego w temperaturze 90°C, w atmosferze azotu.
3. Sposób według zastrzeżenia 2, znamienny tym, że reakcję kondensacji prowadzi się w toluenie.
PL 211 658 B1
4. Zastosowanie 9,9-didodecylo-2,7-bis(pirydylo)fluoren o wzorze 1, do wykrywania gazów toksycznych, znamienne tym, że kompleks o wzorze 3, zbudowany z 9,9-didodecylo-2,7-bis(pirydylo)fluorenu, o wzorze 1 i z tetracyjanochinodimetanem (TCNQ), stosuje się do wytworzenia aktywnej, trwałej molekularnej warstwy Langmuira-Blodgett, w tranzystorze z efektem polowym, będącym czujnikiem gazów toksycznych.
5. Zastosowanie według zastrz. 4, znamienne tym, że symetryczny wielopierścieniowy przewodzący układ typu donor-akceptor z 9,9-didodecylo-2,7-bis(pirydylo)fluorenu i tetracyjanochinodimetanu (TCNQ) w postaci filmu LB, osadza się na pokrytym ditlenkiem krzemu podłożu krzemowym, wyposażonym w fotolitograficznie naniesiony układ ośmiu złotych zagrzebanych elektrod, których szerokość jest równa odległości pomiędzy nimi.
6. Zastosowanie według zastrz. 5, znamienne tym, że czujnik gazów toksycznych zawiera 21 warstw, z 9,9-didodecylo-2,7-bis(pirydylo)fluorenu i tetracyjanochinodimetanu (TCNQ).
PL382420A 2007-05-16 2007-05-16 Nowa pochodna bis(pirydylo)fluorenu, sposób jej otrzymywania i zastosowanie nowej pochodnej bis(pirydylo)fluorenu PL211658B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL382420A PL211658B1 (pl) 2007-05-16 2007-05-16 Nowa pochodna bis(pirydylo)fluorenu, sposób jej otrzymywania i zastosowanie nowej pochodnej bis(pirydylo)fluorenu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL382420A PL211658B1 (pl) 2007-05-16 2007-05-16 Nowa pochodna bis(pirydylo)fluorenu, sposób jej otrzymywania i zastosowanie nowej pochodnej bis(pirydylo)fluorenu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL382420A1 PL382420A1 (pl) 2008-11-24
PL211658B1 true PL211658B1 (pl) 2012-06-29

Family

ID=43036583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL382420A PL211658B1 (pl) 2007-05-16 2007-05-16 Nowa pochodna bis(pirydylo)fluorenu, sposób jej otrzymywania i zastosowanie nowej pochodnej bis(pirydylo)fluorenu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL211658B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL382420A1 (pl) 2008-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Misra et al. Vacuum-deposited nanocrystalline polyaniline thin film sensors for detection of carbon monoxide
Besar et al. Printable ammonia sensor based on organic field effect transistor
Jeong et al. Diketopyrrolopyrrole-based conjugated polymer for printed organic field-effect transistors and gas sensors
Kumar et al. Flexible poly (3, 3′′′-dialkylquaterthiophene) based interdigitated metal-semiconductor-metal ammonia gas sensor
Reemts et al. Electrochemical growth of gas-sensitive polyaniline thin films across an insulating gap
Germain et al. Influence of peripheral electron-withdrawing substituents on the conductivity of zinc phthalocyanine in the presence of gases. Part 2: oxidizing gases
Gao et al. Solution-processed thin films based on sandwich-type mixed (phthalocyaninato)(porphyrinato) europium triple-deckers: Structures and comparative performances in ammonia sensing
Garg et al. Room temperature ammonia sensor based on jaw like bis-porphyrin molecules
Wu et al. Two‐Step Solution‐Processed Two‐Component Bilayer Phthalocyaninato Copper‐Based Heterojunctions with Interesting Ambipolar Organic Transiting and Ethanol‐Sensing Properties
Bissell et al. The influence of non-specific molecular partitioning of analytes on the electrical responses of conducting organic polymer gas sensors
Zhu et al. Morphology-controlled self-assembly of a ferrocene–porphyrin based NO 2 gas sensor: tuning the semiconducting nature via solvent–solute interaction
Wang et al. Highly sensitive field‐effect ammonia/amine sensors with low driving voltage based on low bandgap polymers
WO2014162148A2 (en) Sensor
KR20180050922A (ko) 화합물, 이를 포함하는 유기트랜지스터 및 가스센서
Li et al. A selective conductive polymer-based sensor for volatile halogenated organic compounds (VHOC)
Altindal et al. Halogen sensing using thin films of crosswise-substituted phthalocyanines
US11022592B2 (en) Chemical self-doping of one-dimensional organic nanomaterials for high conductivity application in chemiresistive sensing gas or vapor
Ngai et al. Strategic Design of Hemi‐Isoindigo Polymer for a Highly Sensitive and Selective All‐Printed Flexible Nitrogen Dioxide Chemiresistive Sensor
Abdullah et al. Ambipolar chemical sensors based on the self-assembled film of an amphiphilic (phthalocyaninato)(porphyrinato) europium complex
Liu et al. Ultrasensitive sensing of hydrazine vapor at sub-ppm level with pyrimidine-substituted perylene diimide film device
Péres et al. The use of block copolymers containing PPV in gas sensors for electronic noses
Tiwari Synthesis and characterization of O-PDI for futuristic optoelectronic and rectifier applications
PL211658B1 (pl) Nowa pochodna bis(pirydylo)fluorenu, sposób jej otrzymywania i zastosowanie nowej pochodnej bis(pirydylo)fluorenu
Li et al. Low cost selective sensor for carbonyl compounds in air based on a novel conductive poly (p-xylylene) derivative
US11567035B2 (en) Ratiometric vapor sensor

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20100516