Policiklusos aromás szénhidrogének

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Tipikus pliciklusos aromás szénhidrogén illusztrációja. Az óramutató járása szerint bal felülről kezdve: benz[e]acefenantrilén, pirén és dibenz[a,h]antracén
A hexa-peri-hexabenzo[bc,ef,hi,kl,no,qr]koronén egyik hexa-t-butil származékának szerkezete Müllen és munkatársai szerint (Chem. Eur. J., 2000, 1834-1839). A t-butil csoportok révén a vegyület oldódik az általában használt oldószerekben, például hexánban, míg a nem szubsztituált PAH ezekben oldhatatlan.

A policiklusos aromás szénhidrogének (PAH) olyan kémiai vegyületek, amelyek összekapcsolódó (kondenzált) aromás gyűrűkből állnak, és nem tartalmaznak heteroatomot vagy szubsztituenseket.[1] [2] A policiklusos aromás szénhidrogének előfordulnak az olaj, kőszén- és a kátrányüledékekben, valamint az üzemanyagok (mind a fosszilis, mind a biomassza eredetűek) égetése során is melléktermékként keletkeznek. Környezetszennyező anyagok, mivel ezen vegyületek egy része bizonyított karcinogén, mutagén és teratogén hatással rendelkezik.

Megtalálhatók a csillagközi térben, üstökösökben és meteoritokban is. A policiklusos aromás szénhidrogének a legegyszerűbb életformák alapjául szolgáló molekulák lehetséges jelöltjei.

Előfordulásuk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A policiklusos aromás szénhidrogének liofilek, ami azt jelenti, hogy könnyebben elegyednek olajjal mint vízzel. A nagyobb molekulájú vegyületek kevésbé vízoldhatóak és kevésbé illékonyak (azaz kevésbé hajlamosak elpárologni). Ezen tulajdonságok miatt a PAH-k elsősorban a talajban, üledékekben és olajos anyagokban fordul elő, nem pedig vízben vagy a levegőben. Mindemellett a levegőben terjedő finomszemcsés anyagoknak is egyik figyelmet érdemlő összetevője.

A természetes kőolaj és kőszén lelőhelyek nagy mennyiségű PAH-t tartalmaznak, melyek a természetes molekulák, például szteroidok aromás szénhidrogénekké történő kémiai átalakulása során keletkeztek. Megtalálhatók a feldolgozott fosszilis tüzelőanyagokban, a kátrányban és különböző étolajokban is.2009 júliusából[forrás?]

Kémiájuk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A legegyszerűbb PAH-k a IUPAC definíciója szerint (G.P Moss, IUPAC nomenclature for fused-ring systems) a fenantrén és az antracén – mindkét vegyület három kondenzált aromás gyűrűből áll. A kisebb molekulák, mint például a benzol, nem tartoznak a PAH-k közé.

A PAH-k tartalmazhatnak négy-, öt-, hat- vagy hétatomos gyűrűket, de az öt vagy hat atomból állók a leggyakoribbak.

A PAH-k jellemző ultraibolya abszorpciós spektrummal rendelkeznek. A spektrumban általában több abszorpciós sáv is található, melyek jellemzőek az adott gyűrűszerkezetre. Egy adott összegképlethez tartozó izomerek között az egyes izomereknek is a többitől eltérő spektruma van, ami különösen jól használható a PAH-k azonosítására. A legtöbb PAH emellett fluoreszkál is, azaz gerjesztés hatására jellemző hullámhosszú sugárzást bocsát ki. Ezek a spektrumok a kiterjedt π-elektron rendszernek köszönhetők, és ez okozza egyes nagy molekulájú PAH-k félvezető és egyéb tulajdonságait is.

A PAH-k vízoldhatósága hozzávetőlegesen egy nagyságrenddel csökken minden egyes további gyűrű hozzáadásával.

PAH vegyületek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Vegyület neve Vegyület neve
Antracén Anthracene.svg Benzo[a]pirén Benzo-a-pyrene.svg
Krizén Chrysene.svg Koronén Coronene.svg
Korannulén Corannulene.svg Naftacén Naftacene.svg
Naftalin Naphthalene.svg Pentacén Pentacene.svg
Fenantrén Phenanthrene.svg Pirén Pyrene.svg
Trifenilén Triphenylene.svg Ovalén Ovalene.svg

Aromás jelleg[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Bár a PAH-k egyértelműen aromás vegyületek, az aromaticitás mértéke eltérhet az egyes gyűrűk esetén. A Clar-szabály szerint (melyet Eric Clar fogalmazott meg 1964-ben) a PAH-k esetén a legtöbb, elkülönült п-szextettet – azaz benzolszerű molekularészt – tartalmazó rezonanciaszerkezet a legjelentősebb a tulajdonságok leírása szempontjából.[3]

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Fetzer, J. C.. The Chemistry and Analysis of the Large Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. New York: Wiley (2000) 
  2. A szubsztiuens a szerves kémiában hidrogént helyettesítő atomot vagy atomcsoportot jelent a szénláncon.
  3. Assessment of Clar's aromatic -sextet rule by means of PDI, NICS and HOMA indicators of local aromaticity Guillem Portella , Jordi Poater, Miquel Solà J. Phys. Org. Chem. 2005; 18: 785–791 doi:10.1002/poc.938

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

http://mebih.carnation.hu/szakmaiinfo/tudomanyosinfo/kemiaiveszelyek/447/