論文『ダブルNアリール化反応による窒素含有芳香族ベルト分子の合成』がChem.Sci.に掲載されました

N-doped Nonalternant Aromatic Belt via a Six-fold Annulative Double N-Arylation

Hiroki Sato, Rie Suizu, Tomoki Kato, Akiko Yagi, Yasutomo Segawa,* Kunio Awaga, Kenichiro Itami*

Chem. Sci. 2022, DOI: 10.1039/D2SC02647C

Nitrogen (N)-doped nanocarbon materials have received significant attention in materials science. Therefore, the design and synthesis of new molecular scaffolds are of great importance. Herein, we report the synthesis and X-ray crystal structure of a nitrogen-inserted nonalternant aromatic belt. The palladium-catalyzed six-fold annulative double N-arylation provided an aromatic belt bearing six nitrogen atoms in one step from cyclo[6]paraphenylene-Z-ethenylene, the precursor of the (6,6)carbon nanobelt. The C3i-symmetric structure of the aromatic belt in the solid state was revealed using X-ray crystallography. The multistep chemical oxidation behavior of the belt, which was facilitated by the six p-methoxyaniline moieties, was studied, and a stable dication species was successfully isolated and identified by X-ray crystallography. The present study not only shows the unique structure and properties of the N-doped nonalternant aromatic belt but also expands the scope of accessibility of synthetically difficult belt molecules by the conventional intramolecular contraction pathway.

窒素をドープしたナノカーボン材料は現在材料科学で大きな注目を集めており、分子レベルで正確に設計・合成する手法が求められています。本研究では、窒素を挿入した芳香族ベルト分子の合成、構造、および酸化反応を行いました。パラジウム触媒による6回のダブルNアリール化により、(6,6)カーボンナノベルトの前駆体であるシクロ[6]パラフェニレン-Z-エテニレンから1段階で6つの窒素原子を有する芳香族ベルトを得ました。X線結晶構造解析によってNベルトのC3i対称構造を明らかにしました。 6つのp-メトキシアニリン部分に起因した多段階酸化挙動が見られ、安定したジカチオン種の単離および結晶構造解析に成功しました。