Dual-Phosphor, Dual-Stickstoff-Embedded Corannulene: Synthese, Struktur und elektronische Kopplung

Schalenförmige π-konjugierte Moleküle mit Heteroatomen bieten einzigartige Möglichkeiten, die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zu erforschen, die aus der Molekülkurve und der festen Organisation resultieren. Hier berichten wir über die Synthese und Charakterisierung von P2N2-TBC, dem ersten corannulene-basierten Heterobuckybowl, der zwei Phosphor- und zwei Stickstoffatome enthält. P2N2-TBC wurde durch eine schrittweise Strategie synthetisiert, die die sequenzielle Eingliederung von Phosphoreinheiten in ein starres benzo-fused Gerüst ermöglicht. Die Analyse der einkristallinen Röntgenbeugung ergab eine gekrümmte Schalengeometrie und die Bildung von ausgeprägten cis- und trans-Stereoisomeren im festen Zustand. Eine detaillierte StrukturanaIyse zeigte, dass diese stereochemischen Unterschiede zu deutlich unterschiedlichen Packungsmotiven führen. Berechnungen zur elektronischen Kopplung, die auf der Kristallstruktur basieren, zeigten weiter, dass cis-P2N2-TBC eine gerichtete elektronische Kopplung aufweist, die mit einer säulenartigen Packung assoziiert ist, während trans-P2N2-TBC gleichmäßigere, aber moderat große Kopplungen in mehrere Richtungen zeigt. Diese Ergebnisse verdeutlichen, wie stereochemische Variationen innerhalb eines einzelnen P2N2-eingebetteten schalenförmigen π-Systems die solid-state Organisation und elektronische Wechselwirkungen beeinflussen und den strukturellen und funktionalen Bereich von Heterobuckybowls erweitern.