近日,化學(xué)化工學(xué)院宋建新教授課題組在卟啉類功能分子設(shè)計(jì)與性能研究方面再度取得了新的進(jìn)展,在國(guó)際頂尖期刊Angew. Chem. Int. Ed.發(fā)表題為“A Robust Triplet Porphyrin-Stabilized Carbon Diradical”的學(xué)術(shù)論文。宋建新教授一直圍繞卟啉化學(xué)開(kāi)展研究,近6年在國(guó)際頂級(jí)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》、《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》和《自然通訊》連續(xù)發(fā)表校定top論文8篇(Angew. Chem. Int. Ed.,2014,53, 11088;Angew. Chem. Int. Ed.,2016,55, 648;Angew. Chem. Int. Ed., 2017,56, 12322;J. Am. Chem. Soc.,2018,140, 16533;Angew. Chem. Int. Ed.,2019,58, 8124;J. Am. Chem. Soc., 2019, 141;Nat. Commun., 2020,11,6206; Angew. Chem. Int. Ed.,2021,60, DOI: 10.1002/anie.202015356 and 10.1002/ange.202015356)。
圖1.本文報(bào)道的萘/蒽稠合的卟啉單體和二聚體
圖2. (a)化合物11Ni的紫外可見(jiàn)吸收光譜隨時(shí)間變化譜圖;
(b)化合物11Ni 在502 nm處的吸光度隨時(shí)間變化的曲線和半衰期估值約為28天。
高自旋碳自由基類化合物由于其在自旋磁電子學(xué)和量子計(jì)算等領(lǐng)域內(nèi)具有潛在的應(yīng)用價(jià)值而受到了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。在前期研究的基礎(chǔ)上,課題組以卟啉硼化物為原料,利用鈴木偶聯(lián)、分子內(nèi)傅克芳基化和氧化反應(yīng)合成了系列萘/蒽稠合的卟啉單體和二聚體(圖1)。研究表明卟啉二聚體11Ni是基態(tài)為三重態(tài)的碳雙自由基化合物,它在鄰二氯苯中在空氣和80攝氏度條件下的半衰期約為28天(圖2),11Ni能以固體狀態(tài)保存幾個(gè)月之久,這在高自旋自由基化合物中極為罕見(jiàn)。成熟的合成路線以及好的穩(wěn)定性將會(huì)極大地推動(dòng)高自旋化合物的合成與應(yīng)用研究。論文實(shí)驗(yàn)部分工作主要由博士研究生王開(kāi)生同學(xué)完成(王開(kāi)生同學(xué)在湖南師范大學(xué)攻讀學(xué)位期間作為第一作者發(fā)表校定TOP期刊論文一篇Angew. Chem. Int. Ed.,2021,60, DOI: 10.1002/anie.202015356 and 10.1002/ange.202015356; 另外發(fā)表高水平論文ACS Cent. Sci., 2020,6,2159一篇),碩士研究生劉娉婷和張芬妮協(xié)助完成了部分工作。
論文連接: https://doi.org/10.1002/anie.202015356
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