近日，化学化工学院宋建新教授团队在卟啉类功能分子的设计、合成与性能研究方面再度取得重要进展，在国际顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.上发表了题为“A Quadruply Bridged Non-Offset Face-to-Face Porphyrin Dimer and Cross-Shaped Pentameric Porphyrin Tapes Based on 2,7,12,17-Tetrakis(pinacolatoboryl) NiII Porphyrin”的学术论文(DOI: 10.1002/anie.202300260)。该团队一直围绕卟啉化学开展研究，近年在国际顶级期刊《德国应用化学》、《美国化学会志》和《自然‧通讯》上发表系列学术论文（Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 11088; Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 648; Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 12322; J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 16533; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 8124; J. Am. Chem. Soc., 2019, 141; Nat. Commun., 2020, 11, 6206; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 7002; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202201327; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202206899; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202206601; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202209594; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202214342.
图1. 合成子5M与合成的一系列功能分子
该研究团队将Ir催化的硼化反应成功应用在卟吩上，得到2,7,12,17-四频哪醇硼酸酯取代的卟啉自由碱5H，其与乙酰丙酮镍反应可得到相应的镍卟啉5Ni. 5Ni是一种用途广泛的合成子：该团队以5Ni为原料，成功构筑了四芳基取代的卟啉6、八芳基取代的卟啉8、四桥相连的手性面对面卟啉二聚体12、十字形卟啉五聚体14M和卟啉九聚体19. 其中十字形卟啉五聚体14可以进一步氧化稠合，得到相应的卟啉纳米带15M。
X射线单晶衍射表明，在化合物5H中，四个频哪醇硼酸酯基团与中心卟啉几乎处于同一平面，且呈C4h对称分布。化合物12为螺旋结构，从C4轴上方观察，两个卟啉环几乎重合，面与面之间的距离为3.59 Å. 化合物12具有手性，可通过手性HPLC得到其两种光学异构体。在化合物15Ni中，外侧卟啉与中心卟啉之间的夹角，由稠合前的相互垂直，变成21-33°夹角。紫外可见吸收光谱表明，化合物15M在紫外可见光区间具有强且宽的吸收，且吸收峰值红移至1200 nm附近。
图2. 部分化合物单晶结构与光谱图。
该论文近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.上，研究构思由宋建新教授提出，实验工作主要由博士研究生叶萌和硕士研究生邓芳玲两位同学完成，通讯作者为湖南师范大学宋建新教授。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202300260