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一個月集齊化學(xué)三大刊!這個課題組JACS/Angew/AM齊發(fā)!

來源:西北大學(xué)      2025-04-02
導(dǎo)讀:近期,來自西北大學(xué)的某課題組,科研成果先后在化學(xué)傳統(tǒng)三大權(quán)威期刊JACS、Angew、AM接受并在線發(fā)表。該課題組組建于2016年,現(xiàn)有教師三名:韓英鋒教授、孫麗英副教授(2022年9月入職)、白莎副教授(2023年12月份入職)。 JACS、Angew、AM是被化學(xué)材料人士公認(rèn)的三大經(jīng)典權(quán)威期刊。據(jù)不完全統(tǒng)計,該課題組2018年以來,以西北大學(xué)為通訊單位發(fā)表在JACS/Angew/AM上的論文已達(dá)20余篇,國內(nèi)權(quán)威期刊NSR/CCS Chem/SCC約20篇。值得一提的是,該課題組受邀發(fā)表的綜述涵蓋化學(xué)類所有三大傳統(tǒng)頂尖綜述類雜志Chem. Rev.、Acc. Chem. Res.、Chem. Soc. Rev.以及Coord. Chem. Rev.等。韓英鋒教授以第一完成人身份先后獲得省自然科學(xué)獎一等獎、省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究優(yōu)秀成果特等獎等。負(fù)責(zé)籌建并獲西安市功能超分子結(jié)構(gòu)與材料重點實驗室(主任)、省學(xué)科引智基地(省引進(jìn)國外智力示范單位)等。

西北大學(xué)韓英鋒團(tuán)隊在前期穩(wěn)定碳自由基的合成及性能研究的基礎(chǔ)上(J. Am. Chem. Soc.2021143, 14428; Nat. Commun202213, 5367; Sci China Chem.202467, 2679–2685; Org. Chem. Front.202411, 10761083),通過鍵合經(jīng)典的非交替烴薁和氮雜環(huán)卡賓成功制備了系列高穩(wěn)定且發(fā)光性質(zhì)可調(diào)的碳自由基。DFT計算表明當(dāng)?shù)s環(huán)卡賓連接在薁環(huán)的6號位時,其單電子自旋主要分布在薁的五元環(huán)上,具有環(huán)戊二烯自由基的特征;而當(dāng)?shù)s環(huán)卡賓連接在薁環(huán)的2號位時,單電子自旋則主要分布在薁的七元環(huán)上,表現(xiàn)出環(huán)庚三烯自由基的特性。此外,氮雜環(huán)卡賓與薁環(huán)的連接方式對自由基的電子特性和發(fā)光性能具有顯著的影響。研究結(jié)果不僅在基礎(chǔ)科學(xué)研究中具有重要意義,也為穩(wěn)定和調(diào)節(jié)碳自由基的光電性能提供了新的策略,為實現(xiàn)碳自由基在功能材料中的實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

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文獻(xiàn)詳情:

Isomeric Azulene-Based Carbon-Centered Radicals Derived from N-Heterocyclic Carbenes 
Xin Li,Zhao-Wang Gao,Can Chen, Xu-Ning Wang, and Ying-Feng Han* 
J.Am. Chem. Soc2025
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c18599

近日,西北大學(xué)韓英鋒團(tuán)隊在前期發(fā)光碳自由基的合成及性能研究的基礎(chǔ)上(Nat. Commun.202213, 5367; Sci China Chem.202467, 2679?2685; J. Am. Chem. Soc.2025147, 6367?6372),通過調(diào)節(jié)發(fā)射態(tài)進(jìn)一步實現(xiàn)了對自由基輻射和非輻射躍遷速率的有效控制,進(jìn)而獲得系列高效的綠光碳自由基。實驗結(jié)果表明,自由基1b?5b呈現(xiàn)出anti-Kasha發(fā)射現(xiàn)象,具有藍(lán)色和綠色的熒光發(fā)射,其發(fā)射態(tài)主要來自D0Dβ1的激發(fā)(圖2)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),具有電荷轉(zhuǎn)移特性的1b2bΦ值分別為5.2%8.4%。通過在1b2b中引入供體單元二苯胺其衍生物等供體單元,成功構(gòu)建了3b?5b的雜化局域-電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài);3b?5b在各自發(fā)射峰(528 nm、536 nm534 nm)處的Φ顯著提升,分別達(dá)到50.7%、54.2%70.1%(圖3。此外,自由基1b?5b表現(xiàn)出納秒級的熒光壽命(3.49?5.92 ns)。值得注意的是,與現(xiàn)有文獻(xiàn)報道的所有綠光碳中心自由基相比,自由基5b展現(xiàn)出最高的Φ值。理論計算結(jié)果表明,自由基中心與聯(lián)苯(Bp)或9,9-二甲基芴(Df)單元之間的強電子相互作用導(dǎo)致1b2b具有較大的非輻射速率常數(shù)(knr)。然而,供體單元的引入不僅減弱了自由基中心與BpDf單元之間的電子相互作用,從而降低了knr,還促進(jìn)了從供體單元到離域自由基單元的電子轉(zhuǎn)移過程,形成了具有較大輻射躍遷速率常數(shù)(kr)的發(fā)射態(tài)。此外,與3b4b相比,5b表現(xiàn)出更大的振子強度(?)和更小的激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)弛豫,這導(dǎo)致更低的knr和更高的Φ。同時,5b的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性分別達(dá)到217°C1.04 × 105 s,均優(yōu)1b?4b。基于這些優(yōu)異特性,自由基5b被選為有機(jī)電致發(fā)光材料,在現(xiàn)有實驗條件下其外量子效率達(dá)到8.8%。

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文獻(xiàn)詳情:

Achieving a Record Photoluminescence Quantum Yield in Green Light-Emitting Carbon-Centered Radicals with Nanosecond Emission Lifetimes
Man Li, Xin Li, Ying-Feng Han
Adv. Mater. 2025
https://doi.org/10.1002/adma.202418324

有機(jī)金屬超分子組裝體因多樣的結(jié)構(gòu)和豐富的性質(zhì),在催化、藥物遞送、分子識別和分離等方面有著廣泛的應(yīng)用。配位驅(qū)動的自組裝是構(gòu)建有機(jī)金屬超分子結(jié)構(gòu)的經(jīng)典方法。大多數(shù)有機(jī)金屬超分子組裝體是由過渡金屬離子和具有N-、O-S-P-供體基團(tuán)的Werner型配體構(gòu)成。近年來,以C-供體基團(tuán)為特征的多齒氮雜環(huán)卡賓配體也被用于有機(jī)金屬超分子組裝體的構(gòu)筑,通常按照配位定向合成的策略。利用這種策略,多齒配體的幾何限制和供體基團(tuán)的空間取向可以塑造具有較高對稱性的有機(jī)金屬超分子結(jié)構(gòu)。已有文獻(xiàn)證實雙齒配體鍵角的微小變化或者配體的柔韌性對組裝體結(jié)構(gòu)具有重要影響,比如Fujita等人報道了聯(lián)吡啶配體L與金屬離子Pd2+配位組裝成MnL2n型多面體,其中n = 3、6、12、24、和60。

近日,西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院韓英鋒課題組與F. Ekkehardt Hahn教授合作,在前期金屬卡賓化學(xué)的研究基礎(chǔ)上(Chem. Rev2018118, 9587–9641; Angew. Chem. Int. Ed.202059, 10073?10080; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202409664)設(shè)計合成一系列以9,10-取代蒽為中心連接基團(tuán)的四齒氮雜環(huán)卡賓配體,研究了通過空間位阻效應(yīng)調(diào)控二(苯基咪唑鎓鹽)胺上的CphenylNCphenyl平面和蒽平面的旋轉(zhuǎn)度,可控地得到離散型的具有不同形狀的M4L2-,M6L3-和 M8L4-金屬氮雜環(huán)卡賓框架化合物。

圖片3.png

文獻(xiàn)詳情:

The Flexibility of Tetra(N-Heterocyclic Carbene) Ligands Controls the Nuclearity and Geometry of Polynuclear MI?NHC Assemblies
Guang-Feng Jin, Fang Wang, F. Ekkehardt Hahn* and Ying-Feng Han*
Angew. Chem. Int. Ed. 2025
https://doi.org/10.1002/anie.202502081

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