芳香多環(huán)化合物被廣泛用于制備各種功能分子,這些多環(huán)分子體系主要來(lái)自二維(2D)芳環(huán)的延伸。但是,通過(guò)延展具有三維(3D)芳香性的分子(如硼簇)并形成多環(huán)化合物的研究較少。與二維芳環(huán)結(jié)構(gòu)單元(如苯環(huán))不同,三維的硼簇例如碳硼烷具有籠狀分子結(jié)構(gòu)和多中心多電子成鍵等特性,這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有如下性質(zhì),例如三維芳香性、獨(dú)特的電子效應(yīng)、結(jié)構(gòu)剛性、化學(xué)及熱穩(wěn)定性高、低毒性、疏水性(閉式)、大體積效應(yīng)、硼和氫含量高等,因此碳硼烷衍生物在醫(yī)學(xué)、材料、能源、國(guó)防等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
最近南京大學(xué)燕紅課題組成功將碳硼烷與炔烴偶聯(lián),合成了一系列具有優(yōu)異聚集誘導(dǎo)發(fā)光性能的硼簇分子(Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, e202207125)。在此基礎(chǔ)上,該課題組又通過(guò)硼籠延展策略,高效稠合三維硼簇與二維芳環(huán),獲得了兩類新型的2D-3D雜化的多環(huán)共軛體系。實(shí)驗(yàn)和理論研究證明了碳硼烷和芳環(huán)的融合導(dǎo)致其具有獨(dú)特的共軛效應(yīng),表現(xiàn)出有別于自身碳硼烷和芳環(huán)的獨(dú)有的物理化學(xué)性質(zhì)。
這一成果以Facile Construction of New Hybrid Conjugation via Boron Cage Extension為題, 近期發(fā)表在J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.2c12526. 文章的第一作者是博士生孫方翔,通訊作者是燕紅教授。理論計(jì)算與西班牙Prof. Jordi Poater (Universitat de Barcelona)和 Prof. Miquel Solà (Universitat de Girona) 教授合作完成,期間得到了南京大學(xué)史壯志和梁勇教授的大力支持和幫助。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目資助。
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