zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences10.47612/0514-7506-2022-89-3-323-329zhps-1046Research ArticleСтатьиИнверсия ароматичности NH-таутомеров свободных оснований корролов в нижнем триплетном Т1-состоянииInversion of Aromaticity of NH-Tautomers of the Free Base Corroles in the Lowest Triplet T1 StateГладковЛ. Л.GladkovL. L.

Минск

Minsk

llglad@tut.byКленицкийД. В.KlenitskyD. V.

Минск

Minsk

m.kruk@belstu.byВершиловскаяИ. В.VershilovskayaI. V.

Минск

Minsk

m.kruk@belstu.byМаесВ.MaesW.

Дипенбек

Diepenbeek

wouter.maes@uhasselt.beКрукН. Н.KrukM. M.

Минск

Minsk

m.kruk@belstu.byБелорусская государственная академия связиBelarusian State Academy of CommunicationsБелорусский государственный технологический университетBelarusian State Technological UniversityИнститут исследования материалов, Университет ХассельтаInstitute for Materials Research (IMO-IMOMEC), Hasselt University202225052022893323329Copyright © Гладков Л.Л., Кленицкий Д.В., Вершиловская И.В., Маес В., Крук Н.Н., 20222022Гладков Л.Л., Кленицкий Д.В., Вершиловская И.В., Маес В., Крук Н.Н.Gladkov L.L., Klenitsky D.V., Vershilovskaya I.V., Maes W., Kruk M.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1046

Методами квантовой химии исследована ароматичность в нижнем триплетном Т1-состоянии NH-таутомеров свободных оснований корролов с различной архитектурой периферического замещения. Установлено, что доминирующие контуры π-сопряжения у NH-таутомеров различаются, однако для каждого из таутомеров доминирующие контуры π-сопряжения в основном синглетном (S0) и возбужденном триплетном (Т1) состояниях одинаковы. Обнаружено, что степень ароматичности макроцикла в триплетном Т1-состоянии заметно уменьшается по сравнению с основным S0-состоянием. Показано, что в триплетном Т1-состоянии макроцикл свободных оснований корролов следует считать антиароматичным. Обсуждается взаимосвязь степени ароматичности с конформацией макроцикла и электронными эффектами периферических заместителей.

We investigated the aromaticity in the lowest triplet T1 state of NH-tautomers of the free base corroles with a different architecture of peripheral substitution using the quantum chemistry methods. It is established that the dominating π-conjugation pathways differ for NH-tautomers, but the dominating π-conjugation pathways in the ground singlet S0 and excited triplet Т1 states for each of two tautomers are the same. It is found that the aromaticity degree of the macrocycle in the triplet Т1 state distinctly decreases compared to the ground S0 state. It is shown that the macrocycle of the free base corroles in the triplet Т1 state should be considered as antiaromatic. Relationships of the aromaticity degree with the macrocycle conformation and electronic effects of peripheral substituents are discussed.

свободное основание корроловNH-таутомерытриплетное состояниеπ-сопряжениеароматичностьfree base corrolesNH-tautomerstriplet satesπ-conjugationaromaticityРабота выполнена при финансовой поддержке государственной программы научных исследований Республики Беларусь “Конвергенция 2025” (подпрограмма “Междисциплинарные исследования и новые зарождающиеся технологии”, задание 3.03.10 (НИР 2)).ReferencesГ. П. Гуринович, А. Н. Севченко, К. Н. Соловьев. Спектроскопия хлорофилла и родственных соединений, Минск, Наука и техника (1968)Г. П. Гуринович, А. Н. Севченко, К. Н. Соловьев. Спектроскопия хлорофилла и родственных соединений, Минск, Наука и техника (1968)Н. Н. Крук. Строение и оптические свойства тетрапиррольных соединений, Минск, БГТУ (2019)Н. Н. Крук. Строение и оптические свойства тетрапиррольных соединений, Минск, БГТУ (2019)T. Chatterjee, V. S. Shetti, R. Sharma, M. Ravikanth. Chem. Rev., 117 (2016) 3254—3328T. Chatterjee, V. S. Shetti, R. Sharma, M. Ravikanth. Chem. Rev., 117 (2016) 3254—3328И. В. Вершиловская, Е. С. Люлькович, С. Г. Пуховская, Ю. Б. Иванова, А. О. Плотникова, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 181—188 [I. V. Vershilovskaya, L. S. Liulkovich, S. G. Pukhovskaya, Yu, B. Ivanova, A. O. Plotnikova, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 201—207]И. В. Вершиловская, Е. С. Люлькович, С. Г. Пуховская, Ю. Б. Иванова, А. О. Плотникова, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 181—188 [I. V. Vershilovskaya, L. S. Liulkovich, S. G. Pukhovskaya, Yu, B. Ivanova, A. O. Plotnikova, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 201—207]Т. С. Жебит, А. Д. Мельник, С. Г. Пуховская, Ю. Б. Иванова, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 89 (2022) 35—42 [T. S. Zhebit, A. D. Melnik, S. G. Pukhovskaya, Yu. B. Ivanova, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr, 89 (2022) 28—34]Т. С. Жебит, А. Д. Мельник, С. Г. Пуховская, Ю. Б. Иванова, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 89 (2022) 35—42 [T. S. Zhebit, A. D. Melnik, S. G. Pukhovskaya, Yu. B. Ivanova, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr, 89 (2022) 28—34]S. Yamauchi, Y. Matsukawa, Y. Ohba, M. Iwaizumi. Inorg. Chem., 35 (1996) 2910—2914S. Yamauchi, Y. Matsukawa, Y. Ohba, M. Iwaizumi. Inorg. Chem., 35 (1996) 2910—2914M. O. Senge, S. A. MacGowan, J. O’Brien. Chem. Comm (Camb.), 51 (2015) 17031—17063M. O. Senge, S. A. MacGowan, J. O’Brien. Chem. Comm (Camb.), 51 (2015) 17031—17063A. Kyrychenko, J. Anderasson, J. Artensson, B. Albinsson. J. Phys. Chem. B, 106 (2002) 12613—12622A. Kyrychenko, J. Anderasson, J. Artensson, B. Albinsson. J. Phys. Chem. B, 106 (2002) 12613—12622B. Röder, M. Büchner, I. Rückmann, M. O. Senge. Photochem. Photobiol. Sci., 9 (2010) 1152—1158B. Röder, M. Büchner, I. Rückmann, M. O. Senge. Photochem. Photobiol. Sci., 9 (2010) 1152—1158N. C. Baird. J. Am. Chem. Soc., 94 (1972) 4941—4948N. C. Baird. J. Am. Chem. Soc., 94 (1972) 4941—4948Y. M. Sung, J. Oh, W. Kim, H. Mori, A. Osuka, D. Kim. J. Am. Chem. Soc., 137 (2015) 11856—11859Y. M. Sung, J. Oh, W. Kim, H. Mori, A. Osuka, D. Kim. J. Am. Chem. Soc., 137 (2015) 11856—11859Y. M. Sung, M.-C. Yoon, J. L. Lim, H. Rath, K. Naoda, A. Osuka, D. Kim. Nat. Chem., 7 (2015) 418—422Y. M. Sung, M.-C. Yoon, J. L. Lim, H. Rath, K. Naoda, A. Osuka, D. Kim. Nat. Chem., 7 (2015) 418—422T. Tanaka, A. Osuka. Chem. Rev., 117 (2017) 2584—2640T. Tanaka, A. Osuka. Chem. Rev., 117 (2017) 2584—2640Y. M. Sung, J. Oh, Y. Hong, D. Kim. Acc. Chem. Res., 51 (2018) 1349—1358Y. M. Sung, J. Oh, Y. Hong, D. Kim. Acc. Chem. Res., 51 (2018) 1349—1358J.-Y. Shin, K. S. Kim, M.-C. Yoon, J. L. Lim, J. S. Yoon, A. Osuka, D. Kim. Chem. Soc. Rev., 39 (2010) 2751—2767J.-Y. Shin, K. S. Kim, M.-C. Yoon, J. L. Lim, J. S. Yoon, A. Osuka, D. Kim. Chem. Soc. Rev., 39 (2010) 2751—2767T. Woller, P. Geerling, F. De Proft, B. Champagne, M. Alonso. Molecules, 23 (2018) 1333T. Woller, P. Geerling, F. De Proft, B. Champagne, M. Alonso. Molecules, 23 (2018) 1333R. Valiev, H. Fliegl, D. Sundholm. Phys. Chem. Chem. Phys., 19 (2017) 25979—25988R. Valiev, H. Fliegl, D. Sundholm. Phys. Chem. Chem. Phys., 19 (2017) 25979—25988В. В. Еремин, А. С. Белов. Успехи химии, 81 (2012) 662—674В. В. Еремин, А. С. Белов. Успехи химии, 81 (2012) 662—674Д. Б. Березин, Д. Р. Каримов, А. В. Кустов. Корролы и их производные: синтез, свойства, перспективы практического применения, Москва, ЛЕНАНД (2018)Д. Б. Березин, Д. Р. Каримов, А. В. Кустов. Корролы и их производные: синтез, свойства, перспективы практического применения, Москва, ЛЕНАНД (2018)Функциональные материалы на основе тетрапиррольных макрогетероциклических соединений, под ред. О. И. Койфмана, Москва, ЛЕНАНД (2019)Функциональные материалы на основе тетрапиррольных макрогетероциклических соединений, под ред. О. И. Койфмана, Москва, ЛЕНАНД (2019)Д. В. Кленицкий, Л. Л. Гладков, И. В. Вершиловская, Д. В. Петрова, А. С. Семейкин, В. Маес, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 88 (2021) 836–844 [D. V. Klenitsky, L. L. Gladkov, I. V. Vershilovskaya, D. V. Petrova, A. S. Semeikin, W. Maes, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr., 88 (2022) 1111—1118]Д. В. Кленицкий, Л. Л. Гладков, И. В. Вершиловская, Д. В. Петрова, А. С. Семейкин, В. Маес, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 88 (2021) 836–844 [D. V. Klenitsky, L. L. Gladkov, I. V. Vershilovskaya, D. V. Petrova, A. S. Semeikin, W. Maes, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr., 88 (2022) 1111—1118]Н. Н. Крук, Д. В. Кленицкий, Л. Л. Гладков, В. Маес. Тр. БГТУ. Сер. 3, Физ.-мат. науки и информатика, 218 (2019) 20—26Н. Н. Крук, Д. В. Кленицкий, Л. Л. Гладков, В. Маес. Тр. БГТУ. Сер. 3, Физ.-мат. науки и информатика, 218 (2019) 20—26M. M. Kruk, D. V. Klenitsky, W. Maes. Macroheterocycles, 12 (2019) 58—67M. M. Kruk, D. V. Klenitsky, W. Maes. Macroheterocycles, 12 (2019) 58—67M. M. Kruk, D. V. Klenitsky, L. L. Gladkov, W. Maes. J. Porph. Phthal., 24 (2020) 765—774M. M. Kruk, D. V. Klenitsky, L. L. Gladkov, W. Maes. J. Porph. Phthal., 24 (2020) 765—774D. N. Laikov. Chem. Phys. Lett., 281 (1997) 151—156D. N. Laikov. Chem. Phys. Lett., 281 (1997) 151—156D. N. Laikov, Yu. A. Ustynyuk. Russ. Chem. Bull., 54 (2005) 820—826D. N. Laikov, Yu. A. Ustynyuk. Russ. Chem. Bull., 54 (2005) 820—826T. M. Krygowski, H. Szatylovicz, O. A. Stasyuk, J. Dominikowska, M. Palusiak. Chem. Rev., 114 (2014) 6383—6432T. M. Krygowski, H. Szatylovicz, O. A. Stasyuk, J. Dominikowska, M. Palusiak. Chem. Rev., 114 (2014) 6383—6432T. M. Krygowski. J. Chem. Inf. Comp. Sci., 33 (1993) 70—78T. M. Krygowski. J. Chem. Inf. Comp. Sci., 33 (1993) 70—78A. Eschenmoser. Ann. N.Y. Acad. Sci., 471 (1986) 108—118A. Eschenmoser. Ann. N.Y. Acad. Sci., 471 (1986) 108—118S. Ukai, N. Fukoi, T. Ikeue, H. Shinokubo. Chem. Lett., 51 (2022) 182—184S. Ukai, N. Fukoi, T. Ikeue, H. Shinokubo. Chem. Lett., 51 (2022) 182—184Ю. Х. Ажиб, Д. В. Кленицкий, И. В. Вершиловская, Д. В. Петрова, А. С. Семейкин, В. Маес, Л. Л. Гладков, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 378—386 [Y. H. Ajeeb, D. V. Klenitsky, I. V. Vershilovskaya, D. V. Petrova, A. S. Semeikin, W. Maes, L. L. Gladkov, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 421—427]Ю. Х. Ажиб, Д. В. Кленицкий, И. В. Вершиловская, Д. В. Петрова, А. С. Семейкин, В. Маес, Л. Л. Гладков, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 378—386 [Y. H. Ajeeb, D. V. Klenitsky, I. V. Vershilovskaya, D. V. Petrova, A. S. Semeikin, W. Maes, L. L. Gladkov, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 421—427]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.