近日，化学化工学院宋建新教授团队徐凌研究小组在卟啉类功能分子设计与性能研究方面再度取得新突破，在国际顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.中发表了题为“Low-Valent Zirconocene-mediated Synthesis of Porphyrin(2.1.2.1)s and Its Extension to Synthesis of a Porphyrin(2.1.2.1) Nanobarrel”的学术论文。该团队一直围绕卟啉化学开展研究，近8年在国际顶级期刊《德国应用化学》、《美国化学会志》和《自然•通讯》中发表校定top论文9篇（Angew. Chem. Int. Ed.,2014,53, 11088;Angew. Chem. Int. Ed.,2016,55, 648;Angew. Chem. Int. Ed.,2017,56, 12322;J. Am. Chem. Soc.,2018,140, 16533;Angew. Chem. Int. Ed.,2019,58, 8124;J. Am. Chem. Soc.,2019,141;Nat. Commun.,2020,11,6206;Angew. Chem. Int. Ed.,2021,60, 7002;Angew. Chem. Int. Ed.,2022,61, DOI: 10.1002/anie.202201327）
图1.低价锆参与的卟啉（2.1.2.1）合成新方法
卟啉类化合物在染料敏化太阳能电池、非线性光学材料、生物催化、光动力治疗药物等方面都有着广泛的应用，但卟啉类化合物的合成方法却十分有限。目前，上世纪30年代发明的吡咯类化合物与醛类化合物在酸催化下的缩合反应仍是制备卟啉类化合物的最重要的方法。尽管近年来一些芳香亲核取代反应、过渡金属催化的交叉偶联反应、氧化偶联反应、还原偶联反应及Click反应已被用于卟啉类化合物的合成中，但卟啉类化合物的合成方法仍有待发展。
该文中作者将环金属化反应应用于卟啉（2.1.2.1）类化合物的合成中，以50%的收率得到了目标分子6。在此基础上，使用双苯炔与其进行Diels-Alder反应，得到了含有卟啉（2.1.2.1）单元的纳米桶。该文还对此纳米桶对氯仿的识别性能进行了详细的研究。
图2.卟啉（2.1.2.1）纳米桶的合成步骤
图3.卟啉（2.1.2.1）纳米桶与其空腔内氯仿分子作用后的静电势图
论文实验部分工作主要由2020硕士研究生吴一丹同学完成，2018级硕士赵廷廷和2019级硕士研究生荣键协助完成了部分工作。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202201327