Pyren ist ein weißlich gelber Feststoff, der als Pulver oder als Plättchen anfällt. Es gehört zu den polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen.
Geschichte Der französische Chemiker Auguste Laurent (1807–1853) erhielt es im Jahr 1837 aus Steinkohlenteer noch in unreiner Form.Laurent, A.: Recherches diverses de Chimie organique. In: Ann. de chimie et physique Bd. 66, 1837, S. 136. Digitalisat In reiner Form konnte es der deutsche Chemiker Carl Graebe 1870 aus Steinkohlenteer destillieren.Graebe, C.; Liebermann, C.: Ueber die hochsiedenden Destillationsproducte des Steinkohlenteers. II Ueber Pyren in Chem. Ber. Bd. 3, 1870. S. 742–746, . Die wahre Konstitution konnte 1887 durch Eugen Bamberger und Max Philip ermittelt werden.Bamberger, E.; Philip, M.: Untersuchungen über hochmoleculare Kohlenwasserstoffe; Ueber das Pyren. In: Ann. Chem. Pharm. Bd. 240, 1887. S. 147. . Die erste Synthese gelang Richard Weitzenböck 1913.Weitzenböck, R.: Eine Synthese des Pyrens in Monatshefte Chem. 34 (1913) 193–223, .Rolf Werner Soukup: Chemiegeschichtliche Daten organischer Substanzen, Version 2020, S. 144 pdf.
Vorkommen Pyren kommt praktisch in allen Produkten einer unvollständigen Verbrennung, in fossilen Brennstoffen und mit einem Gehalt von etwa 2 % im Steinkohlenteer vor.R. Schmidt, K. Griesbaum, A. Behr, D. Biedenkapp, H.-W. Voges, D. Garbe, C. Paetz, G. Collin, D. Mayer, H. Höke: Hydrocarbons, in: Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2015; .
Gewinnung und Darstellung Pyren kann durch eine fraktionierte Destillation aus Steinkohlenteer gewonnen werden. Eine Synthese gelingt beim Durchleiten eines Gemisches aus Ethin und Wasserstoff durch Porzellanröhrchen bei 650 °C.Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 1145.
Eigenschaften Das Absorptionsspektrum ist, wie für viele PAK typisch, dreifach Kamm-ähnlich strukturiert (vergleiche Perylen, Diindenoperylen). Die langwelligste Hauptabsorptionsbande liegt bei 335 nm. Die Hauptfluoreszenzbande besitzt es bei ca. 388 nm.
Pyren bildet in konzentrierter Lösung (Hexan, Cyclohexan, Decalin oder ähnlichen Kohlenwasserstoffen) mit sich selbst bei Anregung mit UV-Licht sogenannte Excimere (excited dimers). Diese Excimere haben in Lösungen, anders als verdünnte Lösungen von Pyren, eine Fluoreszenzbande bei ca. 466 nm. Die Excimerenbildung hängt maßgeblich von der Viskosität des verwendeten Lösungsmittels ab, welches wiederum von der Temperatur abhängt. In Anwesenheit von Quenchern (Fluoreszenzlöscher), wie beispielsweise Sauerstoff, sinkt die Fluoreszenzquantenausbeute des Excimers deutlich. Dies hängt damit zusammen, dass ein Excimer aus einem angeregten und einem nicht angeregten Pyren entsteht und das angeregte Pyren durch die Anwesenheit von Sauerstoff als Quencher wieder in den Grundzustand wechselt. Pyren geht, anders als beispielsweise Anthracen, bei UV-Anregung keine [4+4]-Cycloaddition mit sich selbst ein, sodass die Excimere nur die Möglichkeit haben, entweder wieder zu dissoziieren oder strahlend bzw. nicht strahlend in den Grundzustand zu wechseln.
Verwendung Es wird als Sondenmolekül in der Fluoreszenzspektroskopie verwendet.
Sicherheitshinweise Es ist als reizend eingestuft, es bewirkt eine Rötung von Haut und Augen, ein MAK-Wert ist dennoch nicht festgelegt.
Pyren wurde am 15. Januar 2019 in der Liste der besonders besorgniserregenden Stoffe aufgenommen.
Weblinks
Einzelnachweise
Kategorie:Polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoff