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研究員團隊在精確合成碳納米環(huán)分子方面取得新進展

作者:宋檢 時間:2022-12-07 來源:互聯(lián)網(wǎng)

碳納米環(huán)作為碳納米材料家族中近年來涌現(xiàn)的重要成員,具有獨特的幾何結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì),其學(xué)術(shù)價值和應(yīng)用價值被廣泛認可。由于其結(jié)構(gòu)特殊且環(huán)張力大,長期以來精確構(gòu)建碳納米環(huán)頗具有挑戰(zhàn)性。

*近,中科院理化所超分子光化學(xué)研究中心叢歡研究員團隊聯(lián)合上海中醫(yī)藥大學(xué)科研人員利用光化學(xué)合成手段,在精確合成碳納米環(huán)分子方面取得新進展。研究人員利用經(jīng)典光化學(xué)蒽[4+4]二聚反應(yīng)的可逆性,原創(chuàng)發(fā)展了蒽光二聚-解聚合成策略,并在前期工作(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 11144)基礎(chǔ)上進一步拓展了該策略在合成大張力共軛大環(huán)方面的成功應(yīng)用。

紫外光照射下,8字型的雙環(huán)分子可進行逆[4+4]反應(yīng)實現(xiàn)大環(huán)擴環(huán),利用大環(huán)的蒽結(jié)構(gòu)單元作為雙烯體,與原位生成的苯炔分子發(fā)生聯(lián)系兩步 [4+2]環(huán)加成反應(yīng),進而完成首例五蝶烯衍生的碳納米雙環(huán)分子合成。在另一項工作中,通過調(diào)控側(cè)臂合成子的長度和彎曲角度,實現(xiàn)了在蒽二聚體骨架的鈍角端關(guān)環(huán),還原芳構(gòu)化后完成蒽二聚體衍生的寡聚對苯撐大環(huán)合成。

新合成的共軛大環(huán)分子均具有較高的熒光量子產(chǎn)率,其中兼具五蝶烯和對苯撐共軛結(jié)構(gòu)的大環(huán)分子經(jīng)過拆分后表現(xiàn)出較好的圓偏振發(fā)光性質(zhì)。上述結(jié)果顯示該系列分子在有機多孔材料、光電材料等方面的潛在應(yīng)用價值。

上述研究成果分別發(fā)表于《中國化學(xué)》(Chin. J. Chem. 2018, 36, 1135,并被選為2018年第12期封面文章)和《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, DOI: 10.1002/anie.201814482),理化所碩士研究生郭利峰和博士后徐偉分別是上述論文的**作者。相關(guān)研究工作得到了中科院B類先導(dǎo)專項、國家自然科學(xué)基金委、國家重點研發(fā)計劃和理化所所長基金的大力支持。

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