π-扩展的Clar高脚杯的合成与表征

隐蔽的非Kekulé多苯环芳烃没有子晶格不平衡，却无法赋予经典的Kekulé结构，导致其具有开壳层基态，在有机自旋电子学中具有潜在应用。在给定苯环数可构建的多苯环芳烃总数中，它们所占比例极小，且其合成仍具挑战性。此类体系的典型代表是Clar高脚杯（C$_{38}$H$_{18}$），一种由Erich Clar于1972年提出、近期在Au(111)表面合成的双自由基。在此，我们报道了一种π-扩展的Clar高脚杯（C$_{76}$H$_{26}$）的合成，这是一种四自由基的隐蔽非Kekulé多苯环芳烃，通过溶液和表面合成相结合的方法实现。借助低温扫描隧道显微镜和原子力显微镜，我们表征了吸附在Cu(111)表面上的单个分子。通过平均场和多组态量子化学计算，我们深入揭示了这种难以捉摸的分子的电子性质，包括其基态和激发态的多体性质。