Figuration of Extended pi-System with Antiaromatic Compounds

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions
• Project/Area Number: 26102003
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Shinokubo Hiroshi 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50281100)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): Shin Jiyoung 名古屋大学, 工学研究科(国際), 特任教授 (30622295)
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 反芳香族 / π電子系 / 非局在化 / 積層 / ポルフィリン / 三次元芳香族性

Outline of Final Research Achievements

Norcorrole is a ring-contracted antiaromatic porphyrin, which lacks two meso-carbons from regular porphyrin. We succeeded to prepare a tethered norcorrole dimer, which predominantly adopted a closely stacked structure in both solid and solution states. The antiaromaticity of the stacked norcorrole dimer was significantly reduced and the stability of the complex was enhanced. The aromatic/antiaromatic character of the stacked norcorrole was evaluated by 1H NMR analysis and theoretical calculations. We concluded that this phenomenon is likely originated from the emergence of three-dimensional aromaticity in the stacked antiaromatic π-systems.

Free Research Field

有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

芳香族化合物は多彩な機能をもち、医薬品、プラスチック、液晶、電子材料など社会や産業に幅広く応用されている。一方、反芳香族化合物は一般に不安定であり、応用に用いるのは困難であった。本研究では、複数の反芳香族化合物が積層すると分子間の相互作用により三次元的な芳香族性を発現し、安定化することを明らかにすることができた。積層反芳香族化合物における芳香族性は、理論的には予言されていたが、これを初めて実験的に証明することができた。この成果は、反芳香族化合物の特異な性質を活かした芳香族化合物とは異なる応用の可能性を示すものである。