卟啉作为生命色素分子在自然界广泛存在，在生命活动过程中起着至关重要的作用。卟啉具有环状的大π共轭体系，外围具有多个可被修饰的位点，可用于构建系列结构新颖的卟啉类似物，从而实现对卟啉母体电子结构和分子结构的有效调控。尽管新颖卟啉类似物被陆续制备，但N-错位型咔咯、N-错位型氧杂卟啉却鲜有报道。理论上，通过对卟啉大环外围选择性修饰，可构建N-错位型卟啉类似物，然而这一理念迄今未能实现。

近年来，湖南师范大学宋建新教授团队以官能团化的三吡咯烯（tripyrrin）为原料，合成了系列结构和性能方面均富特色的卟啉类似物。在此基础上，该团队近日发展了一种新的合成策略，构建出了共用吡咯单元的卟啉与N-错位型咔咯杂合体以及卟啉与N-错位型氧杂卟啉杂合体，并对代表性杂合体的结构、芳香性、光谱性质以及电化学性质等进行了较为深入的研究与讨论。

晶体结构表明，卟啉与N-错位型咔咯以及N-错位型氧杂卟啉单元均共平面，并且两者共用一个吡咯单元。核磁信息和计算研究表明N-错位型氧杂卟啉拥有18π共轭电子的芳香性结构，而N-错位型咔咯则具有16π共轭电子的中度反芳香性结构，并且这些局部电子性质影响分子的整体电子性质。紫外-可见吸收光谱以及电化学测试结果均表明N-错位型咔咯单元为反芳香性，这与传统的具有18π共轭电子芳香性结构的咔咯完全不同。

该工作中，宋建新教授团队通过对底物的巧妙设计以及方法的合理组合，得到了两类结构新颖、性能独特的稠合卟啉类似物。研究中首次构建出具有反芳香性的N-错位型咔咯以及具有芳香性的N-错位型氧杂卟啉，这进一步表明卟啉分子在结构上具有丰富的可塑性。此外，本工作还将为卟啉大环外围的修饰研究提供新思路，为研发新颖卟啉类功能分子提供指导。