...单线态双自由基的独特关环反应用于构建纳米石墨烯分子

发布网友发布时间：2024-10-04 15:16

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热心网友时间：2024-10-04 20:37

天津大学孙哲团队与陕西科技大学陈光课题组合作，创新性地设计并合成了S形双重螺烯化合物1，其中蕴含单线态双自由基性质。这一独特结构降低了热激发电环化反应的能垒，使得化合物1能实现级联电环化，快速构建出两个碳碳键，并在氧化剂作用下脱氢形成闭壳结构的螺烯化合物2。随后，通过应用Scholl反应，首次实现了环屈化合物（circumchrysene）的合成，这是目前最大的环芳烃合成之一。

在对反应过程的深入研究中，作者通过NMR、EPR和紫外-可见-近红外光谱实时监测，确认了双自由基中间体的存在，其基态为单线态，且理论计算证实单线态路径为能量最优。尽管阳离子自由基机制不能完全排除，但单线态双自由基的贡献显而易见。

化合物2的结构分析揭示了其[5]螺烯结构和优异的发光性能，其荧光量子产率高达85%，圆偏振发光波长达到近红外区域，展现出强大的潜在应用价值。环屈化合物3则展示了纳米石墨烯分子的独特电子结构和多阶氧化还原特性，为有机电子材料和发光材料的开发提供了新的策略。

孙哲教授的研究团队在《美国化学会杂志》(J. Am. Chem. Soc.)上发表了这一成果，证明了开壳有机共轭体系的独特反应活性，为复杂共轭体系的合成开辟了新的途径。孙教授本人在合成化学、材料化学和超分子化学等领域有深厚的造诣，已发表多篇重要论文，并获得了多项国家级和省级科研资助。