忍久保 洋 Shinokubo Hiroshi

世界著名化学家

忍久保洋 Shinokubo Hiroshi

2020/4/24
世界著名化学家
Antiaromatic, π-conjugated systems, 生物功能分子
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本文作者：alberto-caeiro

忍久保　洋 Shinokubo Hiroshi，日本有机化学家，现为日本名古屋大学大学院工学研究科教授。图片：Author Profile, Hiroshi Shinokubo.

经历

1994–1995 Ph. D., Graduate School of Engineering, Kyoto University（京都大学）
1995–2003 Assistant Professor, Graduate School of Engineering, Kyoto University
1999–2000 Research Fellow, Massachusetts Institute of Technology (Rick L. Danheiser Group)
2003–2008 Associate Professor, Graduate School of Science, Kyoto University
2003–2007 JST-PRESTO Researcher
2008–present Professor, Graduate School of Engineering, Nagoya University（名古屋大学）

获奖经历

1999 The Society of Synthetic Organic Chemistry, Japan (SSOCJ) Award for Research Proposal
2001 Bulletin of the Chemical Society of Japan Award
2001 The Chemical Society of Japan Lecture Award for Young Chemists
2004 The Chemical Society of Japan Award for Young Chemists
2008 Banyu Young Chemist Award
2009 Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT) Award for Young Scientists/
2012 JSPS Prize (Japan Society for the Promotion of Science)
2013 DIC Functional Materials Award (the Society of Synthetic Organic Chemistry, Japan)
2018 Inoue Prize for Science
2018 The Yazaki Academic Research Award
2019 Les Ambassadeurs de l’INC (movie)

研究介绍

1. 芳香性和反芳香性化合物研究

根据经典的Hückel规则，在环状共轭物中包含4n + 2个π电子的化合物表现出芳香性，典型的例子是苯。无论材料，药物或天然产物如何，芳香化合物无处不在。因此，阐明芳香化合物的性质一直是重要的研究课题。

具有4n个π电子的环状π共轭分子则表现出反芳香性。对于反芳香性化合物，物理有机化学对其具有的反芳香性有较大的研究热情，合成化学家则因其具有的狭窄的HOMO-LUMO间隙，希望及其用于化学合成及分子电子材料等各种应用中。但反芳香化合物则因其不稳定而难以合成和分离。

Aromaticity & antiaromaticity

对此，Shinokubo教授以克级规模合成了反芳香性金属化合物Norcorrole^[1a]。该金属化合物显示出明显的反芳香性性质的同时，能够在空气中稳定的处理，这在以往的反芳香性化合物中是难以实现的。此后，Shinokubo教授一直致力于合成各种Norcorrole类似物，以阐明反芳香化合物性质及探索作为材料应用的潜力。

在研究堆叠型Norcorrole二聚体时，他们首次通过实验证明了两种反芳族化合物在堆叠时均表现出芳香性的理论假设^[1b]。反芳香性金属复合物Norcorrole用作电极活性材料时，可实现高容量和稳定的可充电电池^[1c]。

2. （反）芳香化合物的掺杂

π共轭有机分子具有多种光学和电子功能，有望成为下一代的新型材料。这些化合物的主要骨架一般为碳原子和氢原子组成。Shinokubo教授则一直尝试向其中引入杂原子（如氮和硼），以探索其未知的性质。

目前杂原子掺入的化合物包括卟啉porphyrin^[2a]，咔咯corrole^[2b]，芘pyrene^[2c]，buckybowl^[2d]，circulene^[2e]。在掺入杂原子后，这些化合物在光吸收性能，电导率，发光等方面显示出与常规化合物不同且吸引人的性能。

First row: porphyrin, corrole, pyrene; Second row: buckybowl, circulene

3. 生物功能分子研究

卟啉是血红素和叶绿素的基本骨架。这些天然色素在生物体内的代谢和能量存储中起着重要作用。Shinokubo教授希望通过使用他们独创的分子转化方法，创造出具有超越生物体常规功能的新特性的分子。

Heme & chlorophyll

参考文献

[1] a. Shinokubo H. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8542. DOI: 10.1002/anie.201204395; b. Shinokubo H. Nat. Commun. 2019, 10, 3576. DOI: 10.1038/s41467-019-11467-4; c. Shinokubo H. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 3096. DOI: 10.1002/anie.201310374.
[2] a. Shinokubo H. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 4800. DOI: 10.1021/jacs.8b13169;
[3] Shinokubo H. Organometallics 2019, 38, 2878. DOI: 10.1021/acs.organomet.9b00303;
[4] Shinokubo H. Chem. Commun. 2018, 54, 5177. DOI: 10.1039/C8CC01937A;
[5] Shinokubo H. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 4649. DOI: 10.1021/jacs.8b00798;
[6] Shinokubo H. Org. Lett. 2017, 19, 2718. DOI: 10.1021/acs.orglett.7b01074.