Role of surface phenomena in the reaction of molecular solids: the Diels–Alder reaction on pentacene
Role of surface phenomena in the reaction of molecular solids: the Diels–Alder reaction on pentacene
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表面现象在分子固体反应中的作用：并五苯的狄尔斯-阿尔德反应
DOI：
10.1039/d0ce00269k
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
3.1
通讯作者：
Ciszek, Jacob W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Piranej, Selma;Shelhart Sayers, Michael A.;Deye, Gregory J.;Maximoff, Sergey N.;Hopwood, Jonathan P.;Park, Haejun;Slavsky, Jean G.;Ciszek, Jacob W.
分子固体的反应性趋势不能仅仅通过分子的拓扑化学现象（即扩散率、反应腔）或电子结构来解释。作为此类的一个例子，研究了小分子与并五苯薄膜的狄尔斯-阿尔德反应，以阐明表面现象对反应性的重要性。偏振调制-红外反射-吸收光谱（PM-IRRAS）显示，来自小分子的蒸气以非共价方式凝结在表面上，形成2-3个分子厚的涂层。该层的相可以提供增加的表面扩散（反应物和产物两者），其快速加速反应速率。并五苯薄膜反应的动力学研究证明了这种凝聚态对反应性趋势的重要性，与那些在准固态中的层相比，在准液态中的层显示出13-30倍的速率加速。扫描电子显微镜提供了这种相行为的进一步证据，而固态紫外可见光谱证实了动力学结果。
Reactivity trends for molecular solids cannot be explained exclusively through the topochemical phenomenon (i.e. diffusivity, reaction cavities) or electronic structure of the molecules. As an example of this class, Diels–Alder reactions of small molecules with pentacene thin films are examined to elucidate the importance of surface phenomena to reactivity. Polarization modulation-infrared reflection–absorption spectroscopy (PM-IRRAS) has revealed that vapors from the small molecules condense on the surface, in a non-covalent manner, to form a coating 2–3 molecules thick. The phase of this layer can provide increased surface diffusion (both reactant and product) which rapidly accelerates the reaction rate. Kinetic studies of pentacene thin film reactions demonstrate the importance of this condensed state to trends in reactivity, with layers in a quasi-liquid state showing a rate acceleration of 13–30 times compared to those in a quasi-solid state. Scanning electron microscopy provides further evidence of this phase behavior, while solid-state UV-vis confirms the kinetic results.
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