四重螺旋体的合成和结构特征:通过螺旋排斥的积累实现的高度扭曲的 π 系统
Takao Fujikawa1, Yasutomo Segawa1, Kenichiro Itami1
1Graduate School of Science, ‡JST, ERATO, Itami Molecular Nanocarbon Project, and §Institute of Transformative Bio-Molecules (WPI-ITbM), Nagoya University , Nagoya 464-8602, Japan.
合成了四重螺旋体, 显示出独特的螺旋和形状. 它们的独特几何体会影响电子性质和异构化路径,显示出几何体依赖的电子状态.
科学领域:
- 有机化学
- 超分子化学
- 材料科学
背景情况:
- 烯是具有独特螺旋结构的性芳香.
- 控制多环芳的螺旋性对于开发新材料至关重要.
研究的目的:
- 通过二[6]和 [5]基结构合成和表征四重.
- 研究分子几何学,光物理和电化学特性之间的关系.
- 阐明立体异构化路径和动力学.
主要方法:
- 控制的舒尔反应进行合成.
- 用X射线结晶学进行结构测定.
- 光物理和电化学研究 (UV-Vis,光,循环电压测量).
- 密度函数理论 (DFT) 的计算.
- (1) 在动力学研究中使用H NMR和循环二极化.
主要成果:
- 成功合成了9个立体同位素的四重基.
- 通过X射线结晶学确定不同的螺旋形 (QH-A) 和形 (QH-B) 结构.
- QH-B表现出极端的扭曲 (69.5°) 由于硬体排斥.
- 观察到的取决于几何的电子特性:QH-B中扩大了HOMO-LUMO间隙和降低了HOMO.
- 确定了异构化途径和影响逆转障碍的因素.
结论:
- 分子几何学显著影响四重螺旋体的电子状态.
- 这项研究为复杂螺旋系统的合成,特征和行为提供了洞察力.
- 了解立体异构化是设计基于基的功能材料的关键.
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