Er det muligt at udvikle antiaromaticitet af ikke-benzenoide aromatiske forbindelser?

Cirkulært konjugerede forbindelser med s er kendt som aromatiske forbindelser. Da de generelt er stabile, bruges de i vid udstrækning i vores daglige liv, lige fra plastik til lægemidler, farvestoffer og organiske elektronikmaterialer. På den anden side er antiaromatiske forbindelser med 4n pi-elektroner ikke stabile og er derfor kendt for at nedbryde eller ændre deres strukturer, hvilket fører til at miste deres "antiaromatiske" egenskaber. Fra nyere undersøgelser er det blevet bevist, at antiaromatiske forbindelser udviser absorption i det nær-infrarøde område, høje ladningstransportegenskaber og redoxegenskaber, men kun et begrænset antal eksempler er rapporteret.

Vores forskergruppe har undersøgt syntesen og karakteriseringen af ​​hexapyrrolohexaazacoronen (HPHAC), en nitrogenholdig polycyklisk aromatisk forbindelse, ved hjælp af pyrroler. HPHAC'er, som er sammensat af elektronrige pyrroler, er let oxiderede, og deres to-elektron oxiderede form (dikation) udviser aromaticitet baseret på makrocyklisk konjugation. Generelt kan deres egenskaber som "aromatiske" eller "antiaromatiske" forbindelser omdannes med antallet af pi-elektroner, og dette kan udføres ved redoxprocessen (elektrondonation og -accept). Vores forskningsgruppe har også rapporteret, at homoHPHAC, en pi-extended analog af HPHAC, er stabil og udviser stærk antiaromaticitet.

I denne undersøgelse blev tropon (tropothion)-indlejrede homoHPHAC'er syntetiseret, og deres strukturer blev karakteriseret, og deres redox og aromatiske egenskaber blev belyst. Tropon (tropothion) er kendt for at danne en ikke-benzenoid aromatisk forbindelse, tropyliumkation (6pi-elektron aromatisk ring), når carbonylgruppen (thiocarbonyl) polariseres til at danne en delvis positiv ladning på carbonatomet og en delvis negativ ladning på ilten (svovl) atom. En detaljeret undersøgelse af forbindelsernes egenskaber viste, at selvom de ikke udviste antiaromaticitet gennem interaktion med forskellige opløsningsmidler eller Lewis-syrer, blev der observeret en klar antiaromaticitet ved methylering af thiocarbonylgruppen. Dette indikerer, at antiaromaticiteten af ​​homoHPHAC-delen blev induceret af dannelsen af ​​tropyliumkationen efter methylering.

Forskellige tilgange til brugen af ​​organiske forbindelser som elektronikmaterialer undersøges ud fra synspunkter om at reducere miljøpåvirkningen og mangfoldigheden af ​​funktionel kontrol. Hvis det bliver muligt at skifte de fysiske egenskaber mellem "aromatisk" og "antiaromatisk" uden at overføre elektroner, vil det bane vejen for udvikling af nye applikationer.

Forskningen blev offentliggjort i Chemical Communications .