Title: Synthesis of Cycloiptycenes from Carbon Nanobelt
Author: Shudo H, Kuwayama M, Segawa Y
Journal: Chemical Science, 2020. https://doi.org/10.1039/d0sc02501a
近年来，纳米碳结构的自下而上的合成引起了极大的兴趣。诸如富勒烯，碳纳米管（CNT）和石墨烯的纳米碳已被认为是潜在有用的功能材料。除了这些众所周知的纳米碳之外，理论上还预测了许多纳米碳结构，但尚未合成。由于纳米碳的性质很大程度上取决于其结构，因此需要用于各种纳米碳结构的精确合成方法。使用具有纳米碳或所谓的分子纳米碳的亚结构的小分子的自下而上的合成方法引起了广泛的关注。
碳纳米带（CNB）是具有碳纳米管的部分结构的分子纳米碳。在CNB中，所有苯环稠合在一起形成管状结构。自1954年首次在理论上提出以来已有60多年的历史，并在2017年成功合成了（6,6）CNB（1，图1a）。我们的合成方法也适用于合成大型CNB，例如（8,8）和（12,12）CNB。后来，苗和同事通过另一种方法合成了手性CNB。现在（6,6）CNB可以通过商业途径获得，期望进一步的研究和应用，包括物理性质和客体化学。
最近名古屋大学的Itami课题组，将从（6,6）碳纳米带作为双烯与炔烃发生Diels-Alder反应成功地合成了环四烯并四烯，目前有报道的最大环萜烯结构 （图1）。X-Ray单晶衍射确定了相关产物的结构。
产物由环萜烯在双环辛八烯核周围被桥头系统隔开的芳烃组成，常规合成非常具有挑战性。为了形成环四碳六烯，研究小组在85°C下将三萜烯基芳烃与（6,6）碳纳米带和氟化铯在乙腈和1,2-二氯乙烷中加热了7天。尽管他们只能分离出5％的产物，但X射线晶体学证实了其结构。
这项研究证明了分子纳米碳（例如CNB）可以作为合成其他新型纳米碳结构的基础原料。
图1 （6，6）碳纳米带与炔的Diels-Alder反应。
图2 产物单晶结构。