近日,理学院化学系许斌教授、谭启涛教授团队在碗状共轭分子领域获得沉要进展,有关钻研了局以“A Nitrogen-Containing Graphenic Buckybowl for Photocatalysis and Assembly with Fullerenes.”为题颁发在化学领域顶级学术期刊《德国利用化学》(Angewandte Chemie International Edition,JCR和中科院一区Top)上并被选为热点文章。该论文第一作者为2021级硕博连读钻研生刘惠凌,亿万先生MR为第一作者单元和第一通讯作者单元。

碗状共轭分子(Buckybowl)是一种拥有开口、正曲率结构的共轭分子,已展示出了很多怪异的性质,蕴含:动态碗翻转、碗手性、有机铁电性、超分子鉴别等,并在有机发光二极管(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)和有机太阳能电池(OSC)蹬仔机光电资料领域有着极度沉要的利用。然而,大共轭的巴基碗受限于其合成难度,目前鲜见报路。通常以为在平面分子骨架中引入足够数量的五元环是合成巴基碗的关键。此前报路中,将p-HBC(对六苯并蔻)这类纳米石墨烯分子弯曲成巴基碗结构时,需在其天堑区域全域引入五元环。针对这一问题,钻研团队通过奇妙地路线设计仅通过在HBC结构边缘引入三个吡咯五元环结构就实现了将HBC骨架转化为碗状共轭分子(3N-HBC)。值妥贴心的是,这是HBC骨架构筑氮掺杂碗状多环芳烃分子的初次报路。

对于3N-HBC性质钻研,团队首先发现该分子拥有罕见的多沉可逆氧化个性,针对这一个性在文中沉点钻研了该分子在化学氧化剂NOSbF6的作用下天生不变的阳离子自由基物种[1]?+,并通过逐步滴定的步骤,从UV?vis?NIR谱图监测到了[1]?+和更高价态的氧化物种。此表,在酸参加形成阳离子自由基的过程中,该钻研团队还发现了光对于加快阳离子自由基形成拥有的显著述用,并基于尝试提出了可能的机理。在利用索求方面,该团队基于分子的碗状结构和吡咯类型的氮掺杂所带来的富电子个性,索求了3N-HBC在富勒烯类分子鉴别方面的利用,并成功得到了3N-HBC与C70分子的共晶。极度有趣的是,基于3N-HBC结构中含有弯曲的富电子咔唑单元,因其在可见光区拥有强吸收、较高的荧光量子产率和易形成不变自由基阳离子等个性,初次实现了将碗状分子作为有机光催化剂从而拓展了其在有机光催化领域的利用。
许斌教授和谭启涛教授为论文共同通讯作者,该钻研得到了国度天然科学基金(21971159、22171178和22071143)的经费支持以及亿万先生MR的大力支持。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202506862