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Nanographene-Fused Expanded Carbaporphyrin Tweezers
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2023-12-26 , DOI: 10.1021/jacs.3c10122 Haodan He 1 , Yu Jin Lee 2 , Zhaohui Zong 1 , Ningchao Liu 1 , Vincent M Lynch 3 , Jinseok Kim 2 , Juwon Oh 4 , Dongho Kim 2 , Jonathan L Sessler 3 , Xian-Sheng Ke 1
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2023-12-26 , DOI: 10.1021/jacs.3c10122 Haodan He 1 , Yu Jin Lee 2 , Zhaohui Zong 1 , Ningchao Liu 1 , Vincent M Lynch 3 , Jinseok Kim 2 , Juwon Oh 4 , Dongho Kim 2 , Jonathan L Sessler 3 , Xian-Sheng Ke 1
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A nanographene-fused expanded carbaporphyrin (5) and its BF2 complex (6) were synthesized. Single-crystal X-ray structures revealed that 5 and 6 are connected by two hexa-peri-hexabenzocoronene (HBC) units and two dipyrromethene or BODIPY units, respectively. As prepared, 5 and 6 both show nonaromatic character with figure-of-eight carbaoctaphyrin (1.1.1.0.1.1.1.0) cores and adopt tweezers-like conformations characterized by a partially confined space between the two constituent HBC units. The distance between the HBC centers is >10 Å, while the dihedral angles between the two HBC planes are 30.5 and 35.2° for 5 and 6, respectively. The interactions between 5 and 6 and fullerene C60 were studied both in organic media and in the solid state. Proton NMR spectral titrations of 5 and 6 with C60 revealed a 1:1 binding mode for both macrocycles. In toluene-d8, the corresponding binding constants were determined to be 1141 ± 17 and 994 ± 10 M–1 for 5 and 6, respectively. Single-crystal X-ray diffraction structural analyses confirmed the formation of 1:1 fullerene inclusion complexes in the solid state. The C60 guests in both complexes are found within triangular pockets composed of two HBC units from the tweezers-like receptor most closely associated with the bound fullerene, as well as an HBC unit from an adjacent host. Femtosecond transient absorption measurements revealed subpicosecond ultrafast charge separation between 5 (and 6) and C60 in the complexes. To the best of our knowledge, the present report provides the first example wherein a nanographene building block is incorporated into the core of a porphyrinic framework.
中文翻译：
纳米石墨烯熔融扩展碳卟啉镊子
合成了纳米石墨烯融合的膨胀碳卟啉( 5 )及其BF 2配合物( 6 )。单晶X射线结构表明， 5和6分别由两个六六苯并苯(HBC)单元和两个二吡咯亚甲基或BODIPY单元连接。所制备的5和6均显示出具有 8 字形碳八蛋白 (1.1.1.0.1.1.1.0) 核心的非芳香特征，并采用镊子状构象，其特征是两个组成的 HBC 单元之间有部分受限的空间。 HBC 中心之间的距离 >10 Å，而两个 HBC 平面之间的二面角对于5和6分别为 30.5 和 35.2°。在有机介质和固态中研究了5和6与富勒烯 C 60之间的相互作用。用 C 60进行的5和6 的质子 NMR 光谱滴定揭示了两种大环化合物的 1:1 结合模式。在甲苯-d 8中， 5和6 的相应结合常数分别确定为1141 ± 17 和994 ± 10 M –1 。单晶X射线衍射结构分析证实了固态1:1富勒烯包合物的形成。两种复合物中的 C 60客体均位于三角袋内，该三角袋由来自与结合的富勒烯最密切相关的镊子样受体的两个 HBC 单元以及来自相邻宿主的 HBC 单元组成。 飞秒瞬态吸收测量揭示了配合物中5 （和6 ）和 C 60之间的亚皮秒超快电荷分离。据我们所知，本报告提供了第一个例子，其中纳米石墨烯构件被纳入卟啉骨架的核心。
更新日期：2023-12-26
中文翻译：
纳米石墨烯熔融扩展碳卟啉镊子
合成了纳米石墨烯融合的膨胀碳卟啉( 5 )及其BF 2配合物( 6 )。单晶X射线结构表明， 5和6分别由两个六六苯并苯(HBC)单元和两个二吡咯亚甲基或BODIPY单元连接。所制备的5和6均显示出具有 8 字形碳八蛋白 (1.1.1.0.1.1.1.0) 核心的非芳香特征，并采用镊子状构象，其特征是两个组成的 HBC 单元之间有部分受限的空间。 HBC 中心之间的距离 >10 Å，而两个 HBC 平面之间的二面角对于5和6分别为 30.5 和 35.2°。在有机介质和固态中研究了5和6与富勒烯 C 60之间的相互作用。用 C 60进行的5和6 的质子 NMR 光谱滴定揭示了两种大环化合物的 1:1 结合模式。在甲苯-d 8中， 5和6 的相应结合常数分别确定为1141 ± 17 和994 ± 10 M –1 。单晶X射线衍射结构分析证实了固态1:1富勒烯包合物的形成。两种复合物中的 C 60客体均位于三角袋内，该三角袋由来自与结合的富勒烯最密切相关的镊子样受体的两个 HBC 单元以及来自相邻宿主的 HBC 单元组成。 飞秒瞬态吸收测量揭示了配合物中5 （和6 ）和 C 60之间的亚皮秒超快电荷分离。据我们所知，本报告提供了第一个例子，其中纳米石墨烯构件被纳入卟啉骨架的核心。
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