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張德清課題組設計合成了含有5/6/7環系的新穎共軛分子
2020-04-17 | 編輯:lry | 【 】【打印】【關閉

  通常,共軛分子都是由六元環(例如苯、并五苯)或六元/五元環(6/5環系,例如C60)組成。含有六元/七元環(6/7環系)或五元/七元環(5/7環系)共軛分子可能作為含有“缺陷”的新型碳的同素異形體而展現特異的光、電、磁等性質。因此,近年來這類共軛分子的研究受到了越來越多的關注。這些含五元環或七元環的共軛分子大多是非平面構型,對載流子傳輸不利,限制了其在半導體領域的應用。如果同時將五元環和七元環(形式上的薁單元)引入共軛分子,可以通過五元環和七元環之間的互補效應,進而形成具有平面結構的二維共軛材料。然而,含有5/6/7環系的二維共軛分子鮮有報道。 

    在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下,化學所有機固體院重點實驗室張德清研究員課題組在含有兩個薁單元的新型共軛分子的設計合成方面取得突破。該課題組最近成功發展了一類新穎的含有5/6/7環系二維有機共軛分子,即含有兩個五元環和兩個七元環(薁單元)的二環庚三烯并玉紅?。―HR)。它可以看作是二苯并暈苯中的萘環被薁環取代的同分異構體(圖1)。從簡單的原料開始,只需要兩步反應就可以以76%的總產率高效合成目標分子。該方法可以克級宏量制備目標分子,并且不需要柱層析分離。該分子具有良好的空氣穩定性和熱穩定性。單晶結構表明該共軛分子幾乎完全平面,其中六元環具有較強芳香性,五元環具有弱的芳香性,而七元環具有弱的反芳香性。該分子的薄膜和晶體表現出p-型半導體性能,其空穴遷移率達到0.082 cm2v-1s-1。另外,該分子還具有反常的反-Kasha吸收和發射,在多波長發光材料的調制方面具有潛在的應用前景。研究成果發表于近期出版的德國應用化學( Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59 (9), 3529-3533) , 通訊作者是張德清研究員,第一作者是張西沙博士和博士生黃雁鷹。  

   

  1. 兩個五元環和兩個七元環的新型二維共軛分子 

    

    

  有機固體院重點實驗室 

  2020417    

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