課題組利用陽離子-π與C-H···π作用協(xié)同構(gòu)筑硼氮雜環(huán)芳烴基的可控分級自組裝體用于光電雙功能催化的研究工作在J. Am. Chem. Soc.上發(fā)表
自組裝的有機π-共軛系統(tǒng)由于內(nèi)部長程有序排列的分子單元而展現(xiàn)出獨特的功能。近年來，硼氮嵌入多環(huán)芳烴（BN-PAHs）作為新型π-共軛分子，因其出色的光電性能而受到極大關(guān)注。然而，相比于小分子光電性質(zhì)研究所取得的成就，利用BN-PAHs作為基本構(gòu)建塊來構(gòu)筑可控超分子組裝體的研究仍較為少見。這一限制源于BN-PAHs所固有的強的單向分子間相互作用（e.g., π-π堆疊和B-N偶極相互作用）導(dǎo)致快速、單一維度（1D或2D）的組裝發(fā)生，從而難以實現(xiàn)對組裝過程以及組裝體結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控。因此，解決上述挑戰(zhàn)的根本方法是開發(fā)新型非共價相互作用和協(xié)同組裝策略，改善和調(diào)控BN-PAHs的固有堆積模式和組裝行為。
近日，課題組在前期可控陽離子–π化學(xué)構(gòu)筑超分子聚合物的基礎(chǔ)上，設(shè)計并合成了新型硼氮雜環(huán)π基元 (BN)3-PAHs和陽離子單體 (Na+)2-C4 （圖1）。利用陽離子-π作用驅(qū)動形成含有“剛?cè)嵯酀苯M裝基元的1D初級組裝體（1D-BNSA），隨后在極性DMF溶劑的促進(jìn)相鄰兩個(BN)3-PAHs分子間發(fā)生C-H···π作用，實現(xiàn)1D結(jié)構(gòu)可控融合并轉(zhuǎn)變?yōu)?D組裝結(jié)構(gòu)（2D-BNSA）（圖1）。
該成果發(fā)表于《Journal of the American Chemical Society》(J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 11328)。
課題組博士生張哲霖為論文第一作者，田威教授為論文唯一通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金等項目的資助。
全文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c00706