課題組利用陽離子-π與C-H···π作用協同構筑硼氮雜環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.上發表
自組裝的有機π-共軛系統由于內部長程有序排列的分子單元而展現出獨特的功能。近年來，硼氮嵌入多環芳烴（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注。然而，相比于小分子光電性質研究所取得的成就，利用BN-PAHs作為基本構建塊來構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）導致快速、單一維度（1D或2D）的組裝發生，從而難以實現對組裝過程以及組裝體結構的精細調控。因此，解決上述挑戰的根本方法是開發新型非共價相互作用和協同組裝策略，改善和調控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化學構筑超分子聚合物的基礎上，設計并合成了新型硼氮雜環π基元 (BN)3-PAHs和陽離子單體 (Na+)2-C4 （圖1）。利用陽離子-π作用驅動形成含有“剛柔相濟”組裝基元的1D初級組裝體（1D-BNSA），隨后在極性DMF溶劑的促進相鄰兩個(BN)3-PAHs分子間發生C-H···π作用，實現1D結構可控融合并轉變為2D組裝結構（2D-BNSA）（圖1）。
該成果發表于《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基金優秀青年科學基金等項目的資助。
全文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c00706