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碳龍化學(xué)進(jìn)展:一個(gè)原子被四個(gè)芳環(huán)共享

來(lái)源:廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院      2020-02-10
導(dǎo)讀:廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院原創(chuàng)碳龍化學(xué)取得新進(jìn)展,相關(guān)成果近日以“Access to Tetracyclic Aromatics with Bridgehead Metals by Metalla-click Reaction”為題發(fā)表于Science Advances, 2020, 6, eaay2535。

構(gòu)建全新的芳環(huán)骨架,尤其是新稠芳環(huán)骨架,是發(fā)展具有獨(dú)特物理化學(xué)性能的π共軛新體系的重要基礎(chǔ)。但是,化學(xué)發(fā)展到今天,發(fā)現(xiàn)新的分子骨架日趨困難。在經(jīng)典芳香化學(xué)中,由于碳是4價(jià)的,單個(gè)碳原子最多只能稠合3個(gè)芳香環(huán)(如石墨烯)。而過(guò)渡金屬可以有多個(gè)配位點(diǎn),且具有種類多、價(jià)態(tài)與配體豐富等多樣性,此外,過(guò)渡金屬未充滿的d軌道可以替代主族元素的p軌道參與成鍵,為芳香化學(xué)的發(fā)展帶來(lái)全新的機(jī)遇。最近夏海平教授課題組實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊反應(yīng)的新拓展--首例后過(guò)渡金屬卡拜與疊氮的[3+2]環(huán)加成反應(yīng),并籍此反應(yīng)成功構(gòu)建了首例以單原子為橋頭稠合四個(gè)芳環(huán)的極端大p共軛結(jié)構(gòu)。從而,結(jié)束了“一個(gè)橋頭原子最多只能被三個(gè)芳香環(huán)共享”的歷史。

  理論計(jì)算研究表明,該四環(huán)體系是一個(gè)14中心-16電子的dπ-pπ共軛芳香體系。該四環(huán)化合物具紫外到近紅外寬吸收的特征,且具有良好的光熱轉(zhuǎn)化性能,在太陽(yáng)能利用、生物醫(yī)藥等方面均有良好的應(yīng)用前景。該工作被德國(guó)Wiley-VCH的ChemistryViews以“Tetracyclic Aromatics Shaped Like a Four-Leaf Clover”為題進(jìn)行了報(bào)道。

該工作在夏海平教授、張弘教授指導(dǎo)下,實(shí)驗(yàn)工作主要由路正宇博士和博士生蔡沅廷同學(xué)完成;理論計(jì)算由朱軍教授課題組博士生朱琴同學(xué)完成;陳志昕博士、博士生卓凱玥同學(xué)參與了部分實(shí)驗(yàn)工作。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào):21490573、21572185、U1705254)的支持。

論文鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/6/3/eaay2535

Highlight:

https://www.chemistryviews.org/details/news/11215136/Tetracyclic_Aromatics_Shaped_Like_a_Four-Leaf_Clover.html

 


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