• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Artikler fra Dansk Kemi22. 04. 2026 | Heidi Thode

Polycykliske aromatiske kulbrinter – multi-redox systemer

Artikler fra Dansk Kemi22. 04. 2026 By Heidi Thode

Kombinationen af polycykliske aromatiske kulbrinter og den organiske svovlforbindelse tetrathiafulvalen giver nye multi-redox systemer. De har potentiel anvendelse inden for materialekemien som elektrisk ledende materialer, elektrokrome materialer eller som komponenter i batterier.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder
(læs originalartiklen her)

Af Mogens Brøndsted Nielsen, Kemisk Institut, Københavns Universitet

PAH’er er polycykliske aromatiske kulbrinter (hydrocarboner) bestående af annelerede ringe af sp2-hybridiserede kulstof-atomer (figur 1) [1]. De har fundet stor interesse inden for materialekemien; for eksempel udviser derivater af pentacen med sine fem seksleddede ringe halvledende egenskaber, der kan udnyttes i organiske tyndfilms- og felt-effekt-transistorer [2]. Indenofluoren[1,2-b]fluoren (IF) har samme antal ringe som pentacen, men er opbygget af skiftevis seks- og femleddede ringe. Derivater af denne forbindelse beskrives bedst ved den quinoide struktur vist i figur 1 snarere end som et diradikal [3]. Denne præference forekommer, selvom strukturen dermed indeholder én Clar sekstet mindre (se faktaboks).

TTF – et redox-aktivt molekyle
Tetrathiafulvalen (TTF) er en elektrondonor, som kan oxideres reversibelt i to trin (figur 2). De optiske og redox-egenskaberne kan justeres ved at indsætte en p-konjugeret enhed imellem de to 1,3-dithiolringe [4].

Kombination af IF og TTF
PAH’er, som kan tage flere ladningstilstande ved oxidation og/eller reduktion, er interessante som komponenter i elektrisk ledende eller elektrokrome materialer eller som enheder i batterier [5]. En tilgang til at opnå sådanne er at kombinere en PAH med TTF.
IF kan placeres imellem TTF’s to ringe ved at reagere en IF-dion med to phosphonatestere afledt af 1,3-dithiol-2-thion i en såkaldt Horner-Wadsworth-Emmons (HWE) reaktion (figur 3) [6]. Produktet IF-TTF har et plant p-system og undergår to reversible oxidationer (figur 4). Elektronspinresonans (ESR) spektroskopiske studier viste, at dikationen har quinoidstruktur ligesom IF. Uparrede elektroner ville have givet anledning til et ESR-signal, men et sådant sås netop ikke.
Det var muligt at gro krystaller af radikalkationen (med TaF6 som modion) ved elektrokrystallisation – en metode, hvor krystaller gros på en elektrode, samtidig med at der sker elektrolyse. Disse krystaller udviste halvledende egenskaber [6]. Kationerne associerer i opløsning, men disse molekylære samlinger ødelægges ved oxidation til dikationerne. Systemet kan derved bruges til redox-kontrolleret selvsamling/adskillelse.
IF-TTF udviser en intens absorption omkring 475 nm. Ved oxidation fås nye absorptioner i det nær-infrarøde område; forbindelsen udviser elektrokrome egenskaber [6]. Absorption af synligt lys gør den ydermere attraktiv som redox-aktiv lyshøster i organiske solceller. Et donor-acceptor dyade-system med IF-TTF er blevet integreret i en farvestof-sensibiliserede solcelle udvisende en effektivitet på 6,4 procent [7].
En udfordring er dog manglende stabilitet af IF-TTF over tid, da de exocykliske dobbeltbindinger kan reagere med singlet oxygen. Herved kløves molekylet til en PAH-keton og en 1,3-dithiol-2-on [8].Nedbrydningen kan dog mindskes ved at placere elektrontiltrækkende cyano-grupper på PAH’en.

Hvordan fremmes en diradikalstruktur?
Molekyler med diradikalstruktur har i de senere år vakt særlig interesse. Når de spændes imellem to elektroder som ”molekylære ledninger”, udviser de anti-Ohmisk opførsel: ledningsevnen øges, jo længere molekylet er. Det muliggør elektrontransport over længere afstande [9].
Vi hypotiserede, at diradikalkarakter kan opnås ved at øge antallet af favorable Clar sekstetter. For den to-dimensionelle PAH-TTF’s dikation vist i figur 5vil parring af alle elektroner ikke give en eneste Clar sekstet, mens et diradikal vil have ikke færre end fem. Studier viste, at forbindelsen kan oxideres trinvist og tage fem ladningstilstande: 0, +1, +2, +3, +4 [10]. Et tydeligt ESR-signal observeredes for dikationen, og beregninger peger samtidigt på en triplet-grundtilstand med to uparrede elektroner af samme spin. Hypotesen blev bekræftet.

Flere redox-aktive enheder langs PAH’en
For nyligt har vi lavet en PAH med fire 1,3-dithioler (figur 6) via HWE-reaktioner på en PAH-tetraon [11]. Tetraonen måtte først fremstilles (figur 7). De seksleddede ringe blev forbundet ved Suzuki-koblinger. De to estergrupper blev hydrolyseret og de resulterende carboxylsyrer omdannet til syrechlorider. De to centrale femleddede ringe blev til slut dannet ved Friedel-Crafts acyleringer. PAH-TTF’ens dikation viste sig at være ESR-aktiv. En mulig forklaring er, at det er mest favorabelt at danne en positiv dithioliumring i hver ende af molekylet for at mindske Coulomb-frastødning (figur 6). Dette lokaliserer samtidigt en uparret elektron i hver ende, adskilt af en central IF-TTF enhed.

Aromaticitet langs periferien
Figur 8 viser en udvidet TTF med en central kerne, der indeholder fem-, seks- og syvleddede ringe [12]. Dette molekyle har en ”sommerfuglelignende” geometri. Ved oxidation til dikationen fås et centralt p-system, der er tæt på at være plant. Antallet af p-elektroner langs den ydre periferi er 22 og opfylder Hückel’s aromaticitetsregel om 4n+2 p-elektroner (n = 5). Aromaticitet støttes af beregninger samt en betydelig udligning af bindingslængdeforskelle langs periferien.

Konklusion
Redox-aktive PAH’er, der kan eksistere i flere ladningstilstande, kan opnås ved at placere dithiol-ringe langs kanten. Der kan tændes og slukkes for PAH-kernernes aromaticitet ved oxidation/reduktion. Opnåelse af Clar sekstetter eller aromaticitet langs en større periferi kan bruges til at kontrollere diradikalstruktur vs parring af elektroner. Denne artikel har fokuseret på oxidation af TTF-PAH’er, men ved mindre modifikationer kan TTF-PAH’er opnås, der også kan reduceres – for eksempel ved at introducere en pentalen-enhed (to annelerede femleddede ringe) [13].

Tak til
Novo Nordisk Fonden for økonomisk støtte og til nuværende og tidligere gruppemedlemer, kollegaer på KU, samt nationale/internationale samarbejdspartnere, alle hvis navne fremgår fra de citerede artikler.

E-mail:
Mogens Brøndsted Nielsen: mbn@chem.ku.dk

Referencer
1. X. Feng, W, Pisula, K. Müllen, Pure Appl. Chem. 2009, 81, 2203.
2. Y. Yunus, N.A. Mahadzir, M.N.M. Ansari, T.H.T.A. Aziz, A. M. Afdzaluddin, H. Anwar, M. Wang, A.G. Ismail, Polymers 2022, 14, 1112.
3. D.T. Chase, A.G. Fix, B.D. Rose, C.D. Weber, S. Nobuse, C.E. Stockwell, L.N. Zakharov, M.C. Lonergan, M.M. Haley, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 11103.
4. V.B.R. Pedersen, M.B. Nielsen, Chem. Asian. J. 2025, 20, e202500356.
5. H. Ueda, S. Yoshimoto, Chem. Rec. 2021, 21, 2411.
6. M.A. Christensen, C.R. Parker, T.J. Sørensen, S. de Graaf, T.J. Morsing, T. Brock-Nannestad, J. Bendix, M.M. Haley, P. Rapta, A. Danilov, S. Kubatkin, O. Hammerich, M.B. Nielsen, J. Mater. Chem. C. 2014, 2, 10428.
7. J. Mogensen, H. Michaels, R. Roy, L. Broløs, M.D. Kilde, M. Freitag, M.B. Nielsen, Eur. J. Org. Chem. 2020, 6127.
8. P. Henke, C. Rindom, U.K. Aryal, M.F. Jespersen, L. Broløs, M. Mansø, V. Turkovic, M. Madsen, K.V. Mikkelsen, P.R. Ogilby, M.B. Nielsen, ChemSusChem 2023, 16, e202202320.
9. T. Stuyver, T. Zeng, Y. Tsuji, P. Geerlings, F. De Proft, Nano Lett. 2018, 18, 7298.
10. F. Lirette, V.B.R. Pedersen, M.B. Nielsen, I. Fernández, J.-F. Morin, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202410458.
11. C. Rindom, F. Seljmani, L.B. Woodcock, M.B. Nielsen, Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e25025.
12. V.B.R. Pedersen, M. Zalibera,F. Lirette, J. Ouellette, A. Lanza, I. Fernández, P. Rapta, J.-F. Morin, M.B. Nielsen, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202422275.
13. J. Granhøj, V.B.R. Pedersen, K.V. Mikkelsen, M.B. Nielsen, Org. Biomol. Chem. 2024, 22, 9259-9265.

BOKS:
En PAH beskrives bedst ved den resonansform, der har flest aromatiske 6π-benzenoide enheder, såkaldte Clar sekstetter (vises med en cirkel). Hvis elektroner er talt med i én ring, må de ikke tælles med i den næste. Reglen kan udsige noget om reaktivitet. Anthracen vil for eksempel addere brom i den centrale ring og ikke i de yderste. Herved fås to Clar sekstetter og ikke blot bibeholdelse af én.

Skrevet i: Artikler fra Dansk Kemi

Seneste nyt fra redaktionen

Kemiens etik:

Artikler fra Dansk Kemi22. 04. 2026

Et overset felt med voksende betydning Kemisk forskning og teknologi påvirker i stigende grad sundhed, miljø og samfund. Derfor er der behov for større opmærksomhed på kemiens etiske dimensioner i både forskning, undervisning og faglige organisationer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr.

Plastik i luften – havets usynlige bidrag

Artikler fra Dansk KemiKlima og miljø22. 04. 2026

Springende bobler på havets overflade kan transportere mikroskopiske plastikpartikler fra vand til luft. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Eva R. Kjærgaard, Institut for Kemi,

Polycykliske aromatiske kulbrinter – multi-redox systemer

Artikler fra Dansk Kemi22. 04. 2026

Kombinationen af polycykliske aromatiske kulbrinter og den organiske svovlforbindelse tetrathiafulvalen giver nye multi-redox systemer. De har potentiel anvendelse inden for materialekemien som elektrisk ledende materialer, elektrokrome materialer eller som komponenter i batterier. Artiklen har

Aminosyrer til folk og fæ – hvad er egentlig ”L-cystin”?

Artikler fra Dansk KemiHistorisk kemi22. 04. 2026

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) I forbindelse med EU-forordninger om fodertilsætningsstoffer (jf. Appendiks) fik Nomenklaturudvalget en forespørgsel fra en oversætter i EU om

Physical Unclonable Functions

Artikler fra Dansk KemiNanoteknologi22. 04. 2026

Fremtidens sikkerhedsløsninger baserer sig på tilfældige mønstre. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Thomas Just Sørensen, Nano-Science Center og Kemisk Institut, Københavns

Ozon i den arktiske troposfære

Artikler fra Dansk KemiKlima og miljø22. 04. 2026

Ozon (O3) i atmosfæren er en vigtig klimagas – desuden er den giftig for dyr og mennesker samt skadelig for planter. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Henrik Skov, Claus

Stratosfærisk ozon

Artikler fra Dansk KemiKlima og miljø22. 04. 2026

En status. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Ole John Nielsen, Kemisk Institut, Københavns Universitet Stratosfærisk ozon har været vigtig for livets udvikling og beståen på

Ti, Mo, Cs, Pr, Nd – hvad har disse fem til fælles?

Artikler fra Dansk KemiHistorisk kemiTop21. 04. 2026

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Kemisk Forenings Nomenklaturudvalg (KFNU) i dets nuværende inkarnation daterer sig fra 1940. Udvalgets første større bedrift var i 1952 at nedkomme med

To naturfagslærere fra slutningen af 1800-tallet

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi13. 04. 2026

Naturvidenskab kom ind i latinskolen – den lærde skole – i midten af 1800-tallet. Hvad var det for lærere, der underviste i naturvidenskab i den lærde skole og realskolen? Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger

CleanCloud målekampagne i Nordøstgrønland

AktueltArtikler fra Dansk KemiKlima og miljø06. 04. 2026

CleanCloud er et EU-finansieret forskningsprojekt, hvor der blandt andet er udført to målekampagner på Villum Research Station (VRS) på Station Nord i Nordgrønland, med det formål at undersøge, hvordan partikler og skyer interagerer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her
This message is only visible to admins.
Problem displaying Facebook posts. Backup cache in use.
Click to show error
Error: Error validating access token: The session has been invalidated because the user changed their password or Facebook has changed the session for security reasons. Type: OAuthException

Læs også magasinet Dansk Kemi

Nyeste udgave af magasinet "Dansk Kemi" kan læses online, ved at klikke på bladforsiden.
Herfra er der desuden adgang til online-arkivet med tidligere udgivelser.

Seneste Nyheder

  • Kemiens etik:

    22.04.2026

  • Plastik i luften – havets usynlige bidrag

    22.04.2026

  • Polycykliske aromatiske kulbrinter – multi-redox systemer

    22.04.2026

  • Aminosyrer til folk og fæ – hvad er egentlig ”L-cystin”?

    22.04.2026

  • Physical Unclonable Functions

    22.04.2026

  • Ozon i den arktiske troposfære

    22.04.2026

  • Stratosfærisk ozon

    22.04.2026

  • Ti, Mo, Cs, Pr, Nd – hvad har disse fem til fælles?

    21.04.2026

  • To naturfagslærere fra slutningen af 1800-tallet

    13.04.2026

  • CleanCloud målekampagne i Nordøstgrønland

    06.04.2026

  • Svensk opfinder af pengeseddelautomaten har doneret over 538 mio. SEK til demensforskning

    25.03.2026

  • Svampe giver køerne kamp til stregen, når det kommer til produktion af mælkeprotein

    11.03.2026

  • Strontium understøtter tandemaljens robusthed – men hvordan?

    04.03.2026

  • Hvad sker der på spildevandsanlægget, når ”det pisser ned”?

    25.02.2026

  • ISO 13391 og ISO 25078

    18.02.2026

Alle nyheder ›

/Brochurer
/White papers

  • Opentrons Flex service flyer
  • Kemikalie flyer
  • Mini katalog
  • Binder servicepakker flyer
  • Papirprodukter flyer
Se alle ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik