欢迎观看我们的科普视频,今天我们将为大家介绍心环烯——一种令科学家和工程师们着迷的奇妙材料。心环烯的名称来自拉丁语的"corona",意为"王冠",并添加了"annulene",表示它是一个环状分子。它由一个环戊烷周围并五个苯环组成,它具有碗状的空间结构,因此又名碗烯(配个图),它可看做是富勒烯C60的一个片段(配个图)。
心环烯分子既具有芳香性质,又有独特的立体结构,为其研究提供了无限可能。心环烯可以作为吸附剂和气体分离材料,具有出色的吸附性能,可用于储氢、气体分离和催化应用。心环烯的衍生物也可用于制备具有特殊形状和功能的纳米材料。心环烯及其衍生物显示了抗氧化、抗炎和抗菌等活性,使其在药物研发领域备受关注。通过修饰心环烯的结构,可以调节其生物活性和药物传递性能,开发出潜在的药物载体和药物交付系统。心环烯还以其独特的光学性质成为光电子学领域的研究热点。心环烯及其衍生物可用作有机光电子器件中的活性层,包括有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池(OPV)和有机场效应晶体管(OFET)等。
心环烯衍生物的合成方法多样,其中最为常用的心环烯衍生化方法是将心环烯预先进行卤化或硼酯化反应,生成卤代或硼酯化心环烯合成子,然后借助这些合成子与取代基之间的偶联反应在心环烯周围引入功能基团。
2019年,本课题组合成了十吡咯心环烯衍生物并实现了其与富勒烯的主客体自组装,借助晶体学将众多未解决的富勒烯可视化,通过插层将原本紧密堆积的球形富勒烯组装成二维层状结构。此外还以以1,3,5,7,9-五氯心环烯为底物,通过一步亲核取代反应引入吡唑基团,合成得到含有5个配位原子的1,3,5,7,9-五吡唑心环烯衍生物。)(图)
探究了其光物理性质以及其分别与富勒烯 C60 和三氟甲磺酸银(AgSO3CF3)的超分子配位自组装行为.
2022年,本课题组组从1,3,5,7,9-五氯心环烯出发,通过Pd催化的Suzuki偶联反应将5个预先合成的含叔丁基增溶基团的蒽基与心环烯边缘相连接,合成得到具有C5对称结构的1,3,5,7,9-五蒽基心环.对其光学性质进行初步研究.并初步研究其荧光增强机制.基于蒽及其衍生物在光物理性质方面的优异表现,该化合物的合成有助于促进心环烯衍生物作为发光材料的应用研究。
相信在未来,随着我们课题组的继续深入研究,心环烯及其衍生物还能得到更多更大的发展及应用。