Circulair geconjugeerde verbindingen met s staan ​​bekend als aromatische verbindingen. Omdat ze over het algemeen stabiel zijn, worden ze veel gebruikt in ons dagelijks leven, van kunststoffen tot farmaceutische producten, kleurstoffen en organische elektronische materialen. Aan de andere kant zijn anti-aromatische verbindingen met 4n pi-elektronen niet stabiel en het is dus bekend dat ze hun structuren ontleden of veranderen, wat leidt tot het verlies van hun "anti-aromatische" eigenschappen. Uit recente studies is bewezen dat anti-aromatische verbindingen absorptie vertonen in het nabij-infrarode gebied, hoge ladingstransporteigenschappen en redox-eigenschappen, maar er is slechts een beperkt aantal voorbeelden gerapporteerd.

Onze onderzoeksgroep heeft de synthese en karakterisering bestudeerd van hexapyrrolohexaazacoroneen (HPHAC), een stikstofhoudende polycyclische aromatische verbinding, met behulp van pyrrolen. HPHAC's, die zijn samengesteld uit elektronenrijke pyrrolen, worden gemakkelijk geoxideerd en hun twee-elektron geoxideerde vorm (dication) vertoont aromaticiteit op basis van macrocyclische conjugatie. In het algemeen kunnen hun eigenschappen als "aromatische" of "antiaromatische" verbindingen worden omgezet door het aantal pi-elektronen, en dit kan worden uitgevoerd door het redoxproces (elektronendonatie en -acceptatie). Onze onderzoeksgroep heeft ook gemeld dat homoHPHAC, een pi-extended analoog van HPHAC, stabiel is en een sterke anti-aromaticiteit vertoont.

In deze studie werden in tropone (tropothione) ingebedde homoHPHAC's gesynthetiseerd en werden hun structuren gekarakteriseerd en hun redox- en aromatische eigenschappen opgehelderd. Van tropon (tropothione) is bekend dat het een niet-benzenoïde aromatische verbinding vormt, tropyliumkation (6pi-elektron aromatische ring), wanneer de carbonylgroep (thiocarbonyl) gepolariseerd is om een ​​gedeeltelijk positieve lading op het koolstofatoom en een gedeeltelijk negatieve lading op de zuurstof te vormen (zwavel) atoom. Een gedetailleerde studie van de eigenschappen van de verbindingen onthulde dat, hoewel ze geen anti-aromaticiteit vertoonden door interactie met verschillende oplosmiddelen of Lewis-zuren, een duidelijke anti-aromaticiteit werd waargenomen bij methylering van de thiocarbonylgroep. Dit geeft aan dat de anti-aromaticiteit van de homoHPHAC-groep werd geïnduceerd door de vorming van het tropyliumkation na methylering.

Verschillende benaderingen voor het gebruik van organische verbindingen als elektronische materialen worden onderzocht vanuit het oogpunt van het verminderen van de impact op het milieu en diversiteit van functionele controle. Als het mogelijk wordt om de fysische eigenschappen tussen "aromatisch" en "antiaromatisch" om te schakelen zonder elektronen over te dragen, zal dit de weg vrijmaken voor de ontwikkeling van nieuwe toepassingen.

Het onderzoek is gepubliceerd in Chemical Communications .