Maciej Krzeszewski, Hideto Ito,* Kenichiro Itami*
ChemRxiv 2021, DOI: 10.33774/chemrxiv-2021-pcwcc [link]
J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 862–871. DOI: 10.1021/jacs.1c10807
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インフィニテン：ねじれた8の字形構造をもつケクレンのトポ異性体
Highlighted in Chemistry Views [link], C&En News [link]
Selected as “The Molecules of The Year 2021” by C&En News, ACS [link] [detail]
Selected as a Supplementary Cover Picture in vol 144 issue 2.
One of most cited publications from 2021–2022 (Sep. 14th, 2023).[detail]
新たな形態の分子ナノカーボン、特に様々なトポロジーをもつループ状多環芳香族分子は、基礎科学と実用応用の発展に貢献している。今回我々は、無限大♾️の形状をした多環芳香族炭化水素、「infinitene」（インフィニテン ）（cyclo[c.c.c.c.c.c.e.e.e.e.e.e]dodecakisbenzene）の合成について報告する。これは、連続的に縮環した 12 個のベンゼン環で構成され、閉じたループを形成し、その歪みエネルギーは 60.2 kcal・mol-1 である。インフィニテン は、まだ仮説上の [12]circulene のトポ異性体であり、その骨格は、2つの同キラルな [6]helicene サブユニットの両端を形式的に「縫い合わせる」ことで得られる構造として視覚化することができます。インフィニテンは、２つのS字形芳香環ユニットをもつジチアシクロファンをStevens転位によりシクロファジエンへ変換し、対応するS,S′-ビス(オキシド)を熱分解した後、紫外光照射による脱水素環化を行うことで合成された。インフィニテンの構造はヘリセンとサーキュレンのハイブリッドとも呼べる構造であり、分子式C48H24を有する。これはケクレレン、[6,6]カーボンナノベルト（[6,6]CNB）、[12]シクラセン、テトラベンゾ[8]サーキュレンの異性体ともみなせる。インフィニテンは常温安定な黄色固体で緑色蛍光を示し、一般的な有機溶媒に可溶である。インフィニテンの8の字状分子構造はX線結晶構造解析により明確に確認され、圧縮されたばねを想起させるもので、分子中心のπ-πスタッキン間距離が短く（平均3.152–3.192 Å）し、最接近部位でC-C距離が2.920 Åと著しく圧縮されていることがわかった。分子パッキング構造はヘリンボーン様結晶配列であり、三次元方向への電子相互作用の存在が示唆された。インフィニテンの基本的光物理特性は、UV-Vis吸収・蛍光分光法および密度汎関数理論（DFT）計算により詳細に解明された。インフィニテンは二つの安定なエナンチオマー（P,P体およびM,M体）が存在し、キラルHPLCで分離可能であり、それらは円二色性（CD）および円偏光発光（CPL）測定によって中程度の|gCD|および|gCPL|値を示すことが明らかになった。
New forms of molecular nanocarbons particularly looped polyarenes adopting various topologies contribute to the fundamental science and practical applications. Here we report on the synthesis of an infinity-shaped polycyclic aromatic hydrocarbon, infinitene 1 (cyclo[c.c.c.c.c.c.e.e.e.e.e.e]dodecakisbenzene) comprising consecutively fused 12-benzene rings forming an enclosed loop with a strain energy of 60.2 kcal·mol-1. Infinitene 1 represents a topoisomer of still-hypothetical [12]circulene, and its scaffold can be formally visualized as the outcome of the “stitching” of two homochiral [6]helicene subunits by their both ends. The synthetic strategy encompasses transformation of a rationally designed dithiacyclophane to cyclophadiene through the Stevens rearrangement and pyrolysis of the corresponding S,S′-bis(oxide) followed by the UV-light mediated twofold photocyclization. The structure of infinitene 1 is a unique hybrid of helicene and circulene with a molecular formula C48H24, which can be regarded as an isomer for kekulene, [6,6]carbon nanobelt ([6,6]CNB), [12]cyclacene, and tetrabenzo[8]circulene as well. Infinitene 1 is a bench-stable yellow solid with green fluorescence, and soluble to common organic solvents. The figure-eight molecular structure of 1 was unambiguously confirmed by X-ray crystallography. The scaffold of 1, reminiscent of a squeezed spring, stem from its enclosed, fully-fused architecture, is significantly compressed as manifested by a remarkably shortened distance (3.152–3.192 Å) between the centroids of two π-π stacked central benzene rings and the closest C···C distance of 2.920 Å. Combined lamellar and herringbone-like crystal packing suggested three-dimensional electronic interactions. Fundamental photophysical properties of infinitene 1 were thoroughly elucidated by means of UV-vis absorption and fluorescence spectroscopic studies as well as density functional theory (DFT) calculations. Its configurational stability enabled separation of the corresponding enantiomers (P,P) and (M,M) by a chiral HPLC. Circular dichroism (CD) and circularly polarized luminescence (CPL) measurements revealed that 1 has moderate|gCD| and |gCPL| values.
December 15, 2021
インフィニテンがThe Molecules of the Year 2021に選出！
最近報告した８の字形（∞）新規ナノカーボン「infinitene」が2021年のThe Molecules of the Yearに一位で選出されました。
“The molecule of the year”はアメリカ化学会の情報誌「Chemistry & Engineering News」が毎年主催する企画で、その年に登場した新しい分子の中で最も代表的なものを一般投票で決めています。
https://cen.acs.org/synthesis/Molecules-year/99/i45
論文（https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/article-details/6165026b35b4062ec310d759）も無事J. Am. Chem. Soc.に採択され、近々公開される予定です。
投票いただいた方々に感謝申し上げます！
The Molecules of the Year 2021: Infinitene
Our “Infinitene”––a helically twisted figure-eight nanocarbon–– was selected as “The molecules of the year 2021” by the Chemistry & Engineering News, American Chemical Society.
https://cen.acs.org/synthesis/Molecules-year/99/i45
Now the manuscript in ChemRxiv (https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/article-details/6165026b35b4062ec310d759) has been accepted and will soon appear in J. Am. Chem. Soc.
Thank you so much for voting!!
Sep. 19th, 2025
インフィニテンの論文がJACS誌2020–2021以降の最も引用された論文の一つに！！
2021年に投稿、2022年初頭にアメリカ化学会雑誌Journal of American Chemical Society に掲載されたインフィニテンの論文が2020年-2021年以降の最も多く引用された論文の一つとなりました。
おめでとうございます！
The paper on Infinitene is one of most cited publication from 2020–2021
We are announced by JACS that our paper “Infinitene: A Helically Twisted Figure-Eight [12]Circulene Topoisomer(10.1021/jacs.1c10807)” is one of our most cited publications from 2020-2021.
Congratulations!!
