愛媛大ら,近赤外光を吸収する大環状芳香族を合成

愛媛大学と信州大学は,ピロール-ピロール直接結合のみで構成された環拡張ポルフィリンであるシクロピロールの選択的合成に成功し,その分子構造,光学特性及び電子構造を明らかにした(ニュースリリース)。

クロロフィルやヘムの基本構造として知られているポルフィリン類は,適切な共役拡張や官能基化により,吸収波長や物性を制御することができるので,近赤外吸収色素としての研究もさかんに行なわれている。

ピロール-ピロール直接結合のみで構成された環拡張ポルフィリンであるシクロ[n]ピロール(n:ピロールの数)は,n=8のシクロ[8]ピロールがよく知られており,2002年に初めて合成例が報告され,これまでに6~8および10個のピロールで構成される分子が知られている。

周辺部にアルキル基が結合したシクロ[8]ピロールは,ピロール二量体である2,2’-ビピロールから合成され,1,100nm付近に強いL帯という吸収を示すことが知られている。今回,ピロール三量体である2,2’:5’2”-ターピロールの酸化的カップリング反応により,奇数個のピロールで構成されるシクロ[9]ピロールを選択的に合成することに初めて成功した。

研究グループは,この分子について,X線結晶構造解析を用いて分子構造を,紫外可視近赤外分光法,磁気円偏光二色性分光法,分子軌道計算により電子構造を明らかにした。

その結果,この分子は34π芳香族性を示し,X線結晶構造解析によりC2対称の分子構造をしていることを明らかにした。このシクロ[9]ピロールの吸収スペクトルでは,1740nm付近の近赤外光を強く吸収することが分かったとしている。

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