imported>Alex NB OT: замена имён и значений устаревшего неподдерживаемого InternetArchiveBot формата параметров доступности ссылок (3), замена устаревших имён параметров (4)

2025-07-16T10:13:11Z

замена имён и значений устаревшего неподдерживаемого InternetArchiveBot формата параметров доступности ссылок (3), замена устаревших имён параметров (4)

Новая страница

[[Файл:Phthalocyanine.svg|thumb|200px|Молекула фталоцианина]]
[[Файл:Copper phthalocyanine powder.jpg|альт=Фталоцианин меди|мини|Фталоцианин меди]]
'''Фталоцианины''' — тетраазобензопорфирины, [[Высшие гетероциклы|высшие гетероциклические соединения]], состоящие из [[изоиндол]]<nowiki/>ьных (бенз[c]пиррольных) колец, соединённые между собой через [[Гибридизация орбиталей|sp2-гибридизованный]] атом азота, структурно родственны [[Порфирины|порфиринам]]<ref>{{Cite web| title = Nomenclature of Tetrapyrroles. Appendix 1 Trivially named porphyrins, chlorins, chlorophylls and bilins, fundamental parents.| work = IUPAC Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN)| access-date = 2020-09-24| url = https://www.qmul.ac.uk/sbcs/iupac/tetrapyrrole/app1.html| archive-date = 2021-04-25| archive-url = https://web.archive.org/web/20210425225810/https://www.qmul.ac.uk/sbcs/iupac/tetrapyrrole/app1.html| url-status = live}}</ref>. Комплексы фталоцианинов с переходными металлами используются в качестве красителей и пигментов.

== История открытия ==
Первое упоминание о странном тёмно-синем веществе, которое сейчас называется фталоцианином, относится к [[1907 год]]у. В [[1927 год]]у швейцарские исследователи пытались синтезировать фталонитрил из о-дибромбензола и цианида меди ([[:en:Rosenmund–von Braun reaction|реакция Роземунда — фон Брауна]]). При этом получались синие соединения, среди которых были медь-замещённые фталоцианин, нафталоцианин, октаметилфталоцианин. Исследователи сообщали об удивительно высокой стабильности этих окрашенных соединений — они при высоких возгонялись без разложения и не разлагались концентрированными кислотами и щелочами — однако так и не смогли определить их природу<ref>{{Cite journal| doi = 10.1002/hlca.192701001110| issn = 0018-019X| eissn = 1522-2675| volume = 10| issue = 1| pages = 886–888| last1 = de Diesbach| first1 = Henri| last2 = von der Weid| first2 = Edmond| title = Quelques sels complexes des o-dinitriles avec le cuivre et la pyridine| journal = Helvetica Chimica Acta| access-date = 2020-09-25| date = 1927| url = http://doi.wiley.com/10.1002/hlca.192701001110}}</ref>. Толчком к детальному исследованию этих соединений также послужила случайность: в результате реакции, в которой ожидались только бесцветные продукты, был получен осадок тёмно-синего цвета. Целенаправлено фталоцианин меди впервые был получен [[Линстед]]ом в [[1934 год]]у при нагревании динитрила [[фталевая кислота|фталевой кислоты]] с порошком меди<ref>R. P. Linstead, J. Chem. Soc., 1934, 1016; G. E. Ficken, R. P. Linstead, E. Stephen, M. Whalley, J. Chem. Soc. 1958, 3879.</ref>. После 1934 началось интенсивное исследование металлированных и неметаллированных фталоцианинов.

== Физические свойства ==
Тетраазопорфириновый цикл фталоцианинов представляет собой 18-электронную [[Ароматичность|ароматическую систему]], за счёт большой длины цепи сопряжения фталоцианины ярко окрашены, поглощая в [[видимый диапазон|видимом диапазоне]] в области примерно от 400 до 700 нм с [[Коэффициент молярной экстинкции|коэффициентом молярной экстинции]] порядка 105 моль−1 см−1{{Sfn|Фараонов|2016|страницы=19}}, у незамещённого фталоцианина присутствует два пика поглощения — при 663,75 нм, 140793 моль−1 см−1 и 699 нм, 161453 −1 см−1 (в хлорнафталине)<ref>{{Cite web| title = Phthalocyanine, optical absorption and emission data| work = OMLC| access-date = 2020-09-25| url = https://omlc.org/spectra/PhotochemCAD/html/074.html| archive-date = 2020-08-27| archive-url = https://web.archive.org/web/20200827120658/https://omlc.org/spectra/PhotochemCAD/html/074.html| url-status = live}}</ref> Введение электродонорных заместителей в бензольные фрагменты фталоцианина может приводить к [[батохромный сдвиг|батохромному сдвигу]] длинноволновой полосы поглощения до ~100 нм.

Фталоцианины и металлофталоцианины при [[нормальные условия|нормальных условиях]] находятся в [[Конденсированное состояние|твёрдой фазе]]. Легко [[Сублимация (физика)|сублимируют]] и [[кристаллизация|кристаллизуются]], что позволяет получить очень чистые материалы. 

Для фталоцианинов характерна высокая термическая стабильность: так, фталоцианин меди устойчив к кратковременному нагреву на [[воздух]]е до температур 400—500 °C, в [[вакуум]]е — до 900 °C. При нагревании в вакууме в течение 5 суток при температуре 550—575 °C разлагается ~9 % фталоцианина меди, при этом в газообразных продуктах разложения преобладает [[синильная кислота]]<ref>{{Cite journal| doi = 10.1021/j150561a051| issn = 0022-365| issn = 1541-5740| volume = 62| issue = 3| pages = 384–384| last = Lawton| first = Emil A.| title = The Thermal Stability of Copper Phthalocyanine| journal = The Journal of Physical Chemistry| access-date = 2020-09-25| date = 1958-03| url = https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/j150561a051}}</ref>.

Растворяются в концентрированной [[серная кислота|серной]], [[Фосфорная кислота|фосфорной]], [[Хлорсульфоновая кислота|хлорсульфоновой]], [[Трихлоруксусная кислота|трихлоруксусной]] и [[Трифторуксусная кислота|трифторуксусной]] [[кислота]]х<ref>{{Статья|автор = Miles A. Dahlen|год = 2002-05-01|doi = 10.1021/ie50355a012|выпуск = 7|язык = EN|страницы = 839—847|издание = Industrial & Engineering Chemistry|заглавие = The Phthalocyanines A New Class of Synthetic Pigments and Dyes|ссылка = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie50355a012|том = 31|издательство = ACS Publications}}</ref>, при их разбавлении выпадают в [[осадок]], растворимы в высококипящих органических растворителях ([[нитробензол]], [[хинолин]]). При наличии объёмистых гидрофобных [[Заместитель (химия)|заместителей]] растворимость в неполярных [[растворитель|растворителях]] повышается, сульфированые фталоцианины (фталоцианинсульфокислоты) растворимы в воде.

== Химические свойства ==
Фталоцианины амфотерны: под действием сильных кислот происходит [[протонирование]] мостиковых атомов азота — вплоть до полного протонирования с образования тетрапротонированных солей под действием концентрированной серной и [[Хлорсульфоновая кислота|хлорсульфоновой]] кислот.

Водороды при пиррольных атомах азота подвижны и под действием оснований отщепляются с образованием дианиона. Пиррольные протоны также могут замещаться катионами металлов с образованием соответствующих солей либо комплексных соединений.

Фталоцианины, будучи ароматическими соединениями, вступают в [[реакции электрофильного замещения]]: они сульфируются, нитруются, галогенируются, реакционная способность комплексных металлоцианинов переходных металлов по сравнению со фталоцианинами понижена, так, например, если фталоцианин может быть хлорирован в суспензии в четырёххлористом углероде, то промышленный метод хлорирования фталоцианина меди — хлорирование в расплаве эвтектической смеси NaCl и AlCl3.

Под действием сильных окислителей ([[Дихромат калия|K2Cr2O7]], [[Перманганат калия|KMnO4]], [[Сульфат церия(IV)|Ce(SO4)2]], концентрированной HNO3) в присутствии воды происходит разрушение тертаазобензопорфиринового цикла с образованием соответствующих производных фталевых кислот, в отсутствие воды (избыток [[бром]]а в метаноле, концентрированная HNO3 в [[нитробензол]]е) продуктом окисления металлофталоцианинов являются производные изоиндоленина.

== Комплексообразование и фталоцианиновые красители ==
Фталоцианины образуют с катионами щелочных и щелочноземельных металлов (а также некоторых переходных металлов, например, Cd2+) соединения солеобразного характера: они не растворимы в органических растворителях, не возгоняются и под действием кислот разлагаются, давая исходные фталоцианины. В случае ряда переходных металлов (Cu, Ni, Pd, Pt, Os) образуются высокоустойчивые комплексные соединения, способные к сублимации (фталоцианин меди сублимируется при атмосферном давлении при 550 °C), растворимые без деметаллирования в концентрированных кислотах и способные растворяться в органических растворителях.

Окрашенные комплексные фталоцианины переходных металлов — в первую очередь фталоцианин меди и его производные — устойчивы к нагреву и окислению и используются в качестве пигментов.

== Получение ==
По изображению слева видно, что молекула фталоцианина состоит из четырёх одинаковых частей. На этом и базируется стратегия синтеза: в качестве исходных берут соединения, соответствующие данной части. Это различные производные [[фталевая кислота|фталевой кислоты]]: [[фталонитрил]], [[о-цианобензамид]], [[фталевый ангидрид]], [[фталимид]] и [[дииминоизоиндол]].

[[Файл:Pcaufbau.png|300px|center|thumb|Стратегия синтеза фталоцианинов]]
[[Файл:Pcsynthese.png|300px|center|thumb|Типичные исходные вещества для синтеза фталоцианинов]]
{{-|left}}

== Применение ==
Подавляющая часть производимых фталоцианинов ~90 % в виде комплексов фталоцианинов с переходными металлами используется в качестве пигментов. Наибольшее промышленное значение и, соответственно, долю в производстве, имеют медные комплексы. Незамещённый фталоцианин меди (CuPc) в кристаллических α- и β-формах широко применяется в качестве синего пигмента. Перхлорбромфталоцианины меди используются в качестве зелёных пигментов, сдвиг цвета от синего к жёлтому таких пигментов увеличивается с увеличением отношения бром/хлор.

Растворимые производные фталоцианинов используются также в качестве красителей. Натриевые соли медных комплексов фталоцианиндисульфокислоты CuPC(SO3Na)2 (краситель Direct Blue 86, [[Регистрационный номер CAS|CAS]] {{CAS|1330-38-7}}) и фталоцианинтетрасульфокислоты CuPC(SO3Na)4 (краситель Acid Blue 249, [[Регистрационный номер CAS|CAS]] {{CAS|36485-85-5}}) применяются как прямые красители для натуральных и синтетических волокон, бумаги и кожи. Производые фталоцианина кобальта (краситель Vat Blue 29, [[Регистрационный номер CAS|CAS]] {{CAS|1328-50-3}}) используются в качестве кубовых красителей для целлюлозных волокон.

Также фталоцианины применяются для изготовления активного слоя CD-R дисков<ref>{{Cite web |url=http://www.3dnews.ru/storage/cd-copy/index4.htm |title=Тиражирование компакт-дисков. Часть 1. Введение |access-date=2010-03-04 |archive-date=2010-09-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100928092220/http://www.3dnews.ru/storage/cd-copy/index4.htm |url-status=live }}</ref>.

В качестве редокс-катализаторов фталоцианины переходных металлов нашли применение в процессах [[Демеркаптанизация|демеркаптанизации]] и обезвреживания [[Сернисто-щелочные стоки|сернисто-щелочных стоков]]{{Sfn|Ахмадуллина|1993}}{{Sfn|Ахмадуллина|1994}}.

Фталоцианин меди входит в состав известной смазки №158 с загустителем на основе литиевых и калиевых солей [[Смоляные кислоты|смоляных кислот]] [[Канифоль|канифоли]] (в первую очередь [[Абиетиновая кислота|абиетаты]] [[Калий|калия]] и [[Литий|лития]]) и [[Жирные кислоты|жирных кислот]] [[Касторовое масло|касторового масла]] (получают [[омыление]]м очищенного касторового масла [[Щёлочи|щелочами]], в данном случае [[Гидроксид лития|гидроксидами лития]] и [[Гидроксид калия|калия]] соответственно). Фталоцианин меди используется в качестве антиокислительной присадки, придаёт самой смазке №158 характерный синий цвет.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==

# M. N. Kopylovich, V. Yu. Kukushkin, M. Haukka, K. V. Luzyanin, A. J. L. Pombeiro, J. Amer. Chem. Soc., 2004, 126, 15040.
#[[iarchive:phthalocyanineco031450mbp|''Moser, Frank. H; Thomas, Arthur. L''. Phthalocyanine Compounds. Reinhold Publishing Corporation, 1963]]
#{{Статья|автор={{s|Ахмадуллина А. Г.}}, {{s|Кижаев Б. В.}}, {{s|Нургалиева Г. М.}}, {{s|Шабаева А. С.}}, {{s|Тугуши С. О.}}, {{s|Харитонов Н. В.}}|заглавие=Гетерогенно-каталитическая демеркаптанизация легкого углеводородного сырья|ссылка=http://ahmadullins.com/publiclist/article/geterogenno-kataliticheskaya-demerkaptanizaciya-legkogo-uglevodorodnogo-syrya|издание=Нефтепереработка и нефтехимия|тип=журнал|год=1994|номер=2|страницы=39—41|ref=Ахмадуллина}}
#{{Статья|автор={{s|Ахмадуллина А. Г.}}, {{s|Кижаев Б. В.}}, {{s|Хрущева И. К.}}, {{s|Абрамова Н. М.}}, {{s|Нургалиева Г. М.}}, {{s|Бекбулатова А. Т.}}, {{s|Шабаева А. С.}}|заглавие=Опыт промышленной эксплуатации гетерогенных катализаторов в процессах окислительного обезвреживания сернисто-щелочных стоков и водных технологических конденсатов|ссылка=http://ahmadullins.com/publiclist/article/opyt-promyshlennoj-ekspluatacii-geterogennyx-katalizatorov|издание=Нефтепереработка и нефтехимия|тип=журнал|год=1993|номер=2|страницы=19—23|ref=Ахмадуллина}}
#{{Книга|автор=Фараонов Максим Алексеевич|заглавие=Анионные и анион-радикальные соединения фталоцианинов: синтез, структура, свойства (диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук)|ссылка=https://www.icp.ac.ru/media-store/EDUCATION/DIS-SOVET/Zatshita_disser/Faraonov/Dissert_Faraonov.pdf|ответственный=Научный руководитель: доктор химических наук Конарев Дмитрий Валентинович|место=Черноголовка|издательство=ФГБУН «Институт проблем химической физики РАН»|год=2016|страниц=146|ref=Фараонов}}
{{Азотистые гетероциклы}}

[[Категория:Высшие гетероциклы]]
[[Категория:Красители]]
[[Категория:Тетрапирролы]]

Фталоцианины - История изменений

imported>Alex NB OT: замена имён и значений устаревшего неподдерживаемого InternetArchiveBot формата параметров доступности ссылок (3), замена устаревших имён параметров (4)