فتالوسیانین

فتالوسیانین ( به انگلیسی: Phthalocyanine ) از لغت یونانی نفتا ( rock oil ) وblue oil ) cyanine ) گرفته شده است. ماده سوختنی rock و ( oil ) ازبابیلونین آسفالت فراهم می شود واولین باراین لغت را هومر استفاده کرده است. گوردن، نفتالین را در سال ۱۸۱۹ در یک معدن زغال سنگ کشف کردوکید آن رادر دانشگاه آکسفورد مورد بررسی قرار داد و نخست نام آن را در سال ۱۸۲۱ در مقاله مشاهدهٔ نفتالین بکار برد.
فتالوسیانین برای اولین بار در سال ۱۹۰۷ به وسیله براون وچرنیاک در کمپانی گاز متروپلیتن شمالی در لندن به عنوان فراورده های جانبی در تهیه آرتوسیانوبنزآمید ازفتالیمید و آنهیدرید استیک بدست آمد.
همچنین فتالوسیانین مس به وسیلهٔ دیس باخ و وندروید، در سال ۱۹۲۷ از برهم کنش اورتودی برموبنزن وسیانیدمس به دست آمد. آن ها همچنین مشاهده کردند که محصولاتشان در مواد قلیایی، اسیدسولفوریک و گرما، یک ثبات استثنایی دارد[ ۲] مشاهدهٔ بعدی فتالوسیانین در سال ۱۹۲۸ زمانی که عده ای می خواستند فتالامید از فتالیک انهیدرید وآمونیا در کارخانه رنگ اسکاتلند تولیدکننداتفاق افتاد. این مشاهده به این صورت بود در یک رآکتور فلزی مجهز به جدارهٔ شیشه ای پهن یک ناخالصی آبی متمایل به سبز ملاحظه گردید. آزمایش های مقدماتی بر روی این ترکیب انجام شد ومشخص شد که این ترکیب بسیار پایدار است وآهن موجود در آن به وسیلهٔ اسید سولفوریک از آن جدا نمی شود. در سال ۱۹۲۹ نخستین حق ثبت برای ترکیباتی که امروزه به نام فتالوسیانین می شناسیم به داندریج، درشروتوماس از کمپانی اسکاتیش دایز اعطا شد. [ ۳] لینستید با همکارانش به کمک یک گروه شیمیدان برای اولین بار در سال ۱۹۲۹ ساختار فتالوسیانین وچندین ترکیب فلزی آن را به دست آوردند. عنوان فتالوسیانین برای اولین بارتوسط لینستد برای توصیف دسته ای جدیداز موادآلی در سال ۱۹۳۳و۱۹۳۴ استفاده شد. ساختار مولکول فتالوسیانین صفحه ای که ابتدا توسط دنت ودیگران گزارش شد متشکل از چهارواحدایزوایندل که توسط اتم های آزاد نیتروژن بهم خورده اند ودواتم هیدروژن را احاطه کرده اند، بود. در فتالوسیانین فلزی ساده ای مثلCuPc، دو اتم هیدروژن مرکزی با یک اتم فلز جایگزین شده است. یک خاصیت عمده مربوط به این ساختار این است که عمدتاً مولکول های مختلف فتالوسیانین از نظر گرمایی پایدارند و می توانند بدون تجزیه، تصفیه شوند. به این دلیل است که برخلاف ترکیبات آلی دیگر تهیهٔ لایه نازک فتالوسیانین به وسیله دستگاه های تبخیر در خلا امکان پذیر است. اولین بار در سال ۱۹۴۸توسط الی و وارتانیان رفتار نیمرسانایی در فتالوسیانین های حجمی مشاهده شد. [ ۴] این نوع مشاهدات در سال ۱۹۶۳ توسط هلیمر و وارفیلد روی تک بلور H_2 Pc دنبال شد. در همان سال بود که هیلمر وهریسون اندازه گیری های الکتریکی اولیه ای را که بر روی فتالوسیانین مس تک بلوری انجام داده بودند گزارش کردند[ ۵] . در دهه ۱۹۳۰ ، ۱۹۴۰ ، ۱۹۵۰ تحقیقات زیادی روی طیف X - ray، طیف جذبی، خصوصیات مغناطیسی، رسانندگی نوری وخصوصیات فیزیکی آن ها مثل قابلیت حل شدگی، دی الکتریکی و ویژگی های نیمه رسانایی و غیره انجام شد. و همچنین به طور هم زمان در این سال ها ۴۰ ترکیب از ترکیبات فلزی فتالوسیانین ها در همهٔ گروه های جدول تناوبی مورد بررسی قرار گرفت، همچنین در این سال ها استفاده از فتالوسیانین ها در رنگ آمیزی، صنایع پلاستیکی، جوهرهای رنگی، نساجی، جوهر خودکار، چرم سازی، نفت، بنزین، پرینترهای رنگی و حتی در رنگ دهنده های خوراکی رواج پیدا کرد. فتالوسیانین با علامت اختصاری Pc نمایش داده می شود؛ که دارای ترکیب C_32 H_16 N_8^ ( - 2 ) می باشد. فتالوسیانین ها مولکول های آلی بزرگی هستند که با خصوصیاتی مانند تقارن بالا، در صفحه بودن ودرمحل نبودن الکترون مشخص می شوند وهمه این خصوصیات به خاطرالکترون های π ی موجود در ساختارش است. فتالوسیانین ها با توجه به اتمی که در میان حلقه های بنزنی قرار گرفته است کلاسه بندی می شوند. اگر دو اتم هیدروژن در میان حلقه های بنزنی قرار گرفته باشد فتالوسیانین عاری از فلز می نامند. اگر اتمی از فلزی خاص در میان حلقه های بنزنی نشانده شود، به آن ترکیب فتالوسیانین فلزی می - گویند واگر به جای اتم های هیدروژن یک اتم فلزی ویک اتم گروه هالوژنه{در جدول تناوبی، نشانده شود ترکیب حاصل فتالوسیانین هالوژن دار نامیده می شود. بیشتر نیمه رساناهای آلی شامل مولکول های آروماتیک وجفت شده اند. ساختار مشترکی که در تمام این مولکول ها واقع است وجزء اصلی این مولکول ها به حساب می آید بنزن با فرمول C_6 H_6 است. در مولکول بنزن اتم های کربن درگوشه های یک شش ضلعی منظم تخت واقع شده اند وشش اتم هیدروژن در همان صفحه و به صورت شعاعی به طرف بیرون کربن ها واقع اند. به طوری که زوایای پیوند آن ها ۱۲۰درجه می باشد. این ترکیب سبب می شود چهار الکترون ظرفیت اتم کربن که در تراز S وP قرار دارد، سه تا اوربیتال درحالت سه گوش هیبرید به وجود آورد به این ترتیب پیوندهای جایگزیده C - HوC - C به وجود می آید. هردو نوع پیوند ازنوع اوربیتال σ است که دراطراف محورپیوند تقارن دارد. الکترون های چهارم ظرفیت در اتم کربن هیبرید نشده هستندکه این الکترون ها برای هر کربن الکترون هایπ محسوب می شودبه طوری که اوربیتال های اتمی این ها همه موازی یکدیگر بوده و به صورت عمودی بر صفحه¬ مولکول گسترده شده اند ودارای مؤلفه اندازه حرکت ∓۱ در اطراف جهت پیوند می باشند.