トリアンギュレン
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| 物質名 | |
|---|---|
Dibenzo[cd,mn]pyrene-4,8-diyl | |
別名 [3]Triangulene | |
| 識別情報 | |
3D model (JSmol) |
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| ChemSpider | |
PubChem CID |
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CompTox Dashboard (EPA) |
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| 性質 | |
| C22H12 | |
| モル質量 | 276.338 g·mol−1 |
トリアンギュレン（英: Triangulene）は化学式C22H12で表される炭化水素化合物で[1]、三重項基底状態を持つ多環芳香族炭化水素の中で最小のものである[2]。クラーの炭化水素（英: Clar’s hydrocarbon）とも呼ばれる。
1953年にチェコの化学者エリック・クラーによって構造が提唱され[3][4]、2001年に大阪大学の研究によりtert-ブチル基を導入した誘導体が検出された[5]。2017年にはウォリック大学とIBMの研究により初めて無置換トリアンギュレンの合成が確認された[6][7]。この研究では、6段階の反応を経て合成した2種類のジヒドリロトリアンギュレンの異性体をキセノンまたは銅の基板上に堆積させ、走査型トンネル顕微鏡と原子間力顕微鏡を併用して、個々の水素原子を物理的に除去することでトリアンギュレンを合成した。この分子は高真空・低温条件下で4日間にわたり安定であった[6]。2021年には大阪大学などの研究により置換基を導入したトリアンギュレンの結晶化に成功している[8]。
[n]トリアンギュレン
[n]トリアンギュレンはグラフェンを三角形に切り取ったような構造を持つ化合物の総称である。ここでnは分子の一辺に並ぶ六員環単位の数を表す。したがってこの規則に従うと上記のトリアンギュレンは[3]トリアンギュレンと表記できる。
理論
強結合近似による[n]トリアンギュレンの分子軌道の記述から、[n]トリアンギュレンには(n-1)個の不対電子が存在し、これらは(n-1)個の非結合性状態と対応していると予測される[9]。電子間相互作用を考慮すると理論的には[n]トリアンギュレンの基底状態の総スピン量子数はS = n − 1/2.となることが予測される[9][10][11]。したがって、[3]トリアンギュレンはS=1の基底状態を持つことが導かれる。S = 1の基底状態とS = 0の励起状態との間のエネルギー差を決定づける分子内交換相互作用は、不対電子の波動関数の重なりが最大であることから、多環芳香族炭化水素のビラジカルの中で最大と予測される[12]。
実験
これまでに、n = 3[6]、4[13]、5[14]、7[15]の[n]トリアンギュレンの合成が報告されている。さらにトリアンギュレン二量体の合成の報告もなされており、非弾性電子トンネル分光法（英語版）により、トリアンギュレン間の強い反強磁性結合が実証されている。2021年には、金表面上でトリアンギュレン系の量子スピン鎖を作成したことが報告された[16]。
出典
- ↑ “triangulene” (英語). www.chemspider.com. 2026年4月20日閲覧。
- ↑ Gold, Victor, ed (2019) (英語). The IUPAC Compendium of Chemical Terminology: The Gold Book (4 ed.). Research Triangle Park, NC: International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). doi:10.1351/goldbook.b00671. https://goldbook.iupac.org/
- ↑ Ball, Philip (2017-02-16). “Elusive triangulene created by moving atoms one at a time” (英語). Nature 542 (7641): 284–285. doi:10.1038/nature.2017.21462. ISSN 0028-0836. https://www.nature.com/articles/nature.2017.21462.
- ↑ Clar, E.; Stewart, D. G. (1953-06). “Aromatic Hydrocarbons. LXV. Triangulene Derivatives 1” (英語). Journal of the American Chemical Society 75 (11): 2667–2672. doi:10.1021/ja01107a035. ISSN 0002-7863. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01107a035.
- ↑ Inoue, Jun; Fukui, Kozo; Kubo, Takashi; Nakazawa, Shigeaki; Sato, Kazunobu; Shiomi, Daisuke; Morita, Yasushi; Yamamoto, Kagetoshi et al. (2001-12-19). “The First Detection of a Clar's Hydrocarbon, 2,6,10-Tri- tert -Butyltriangulene: A Ground-State Triplet of Non-Kekulé Polynuclear Benzenoid Hydrocarbon” (英語). Journal of the American Chemical Society 123 (50): 12702–12703. doi:10.1021/ja016751y. ISSN 0002-7863. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja016751y.
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- ↑ “トリアンギュレンの合成に成功 | Nature ダイジェスト | Nature Portfolio”. www.natureasia.com. 2026年4月21日閲覧。
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| 2環 | アズレン - ナフタレン - 1-メチルナフタレン - サポタリン |
|---|---|
| 3環 | |
| 4環 | ベンズ[a]アントラセン - ベンゾ[a]フルオレン - ベンゾ[c]フェナントレン - クリセン - フルオランテン - ピレン - テトラセン - トリフェニレン |
| 5環 | ベンゾピレン - ベンゾ[a]ピレン - ベンゾ[e]ピレン - ベンゾ[a]フルオランテン - ベンゾ[b]フルオランテン - ベンゾ[j]フルオランテン - ベンゾ[k]フルオランテン - ジベンゾ[a,h]アントラセン - ジベンゾ[a,j]アントラセン - ペンタセン - ペリレン - ピセン - テトラフェニレン |
| 6環以上 | |