北理工在有機手性發(fā)光材料領(lǐng)域取得重要進展
發(fā)布日期：2020-04-29 供稿：化學(xué)與化工學(xué)院
編輯：李亞鑫 審核：王振華 閱讀次數(shù)：近日，北京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院陳磅寬教授課題組在有機手性發(fā)光材料研究方面取得重要進展，與王蘇寧教授合作在化學(xué)國際頂級期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, DOI: 10.1002/anie.202001145）上發(fā)表題為“Planar Chiral Organoboranes with Thermoresponsive Emission and Circularly Polarized Luminescence: Integration of Pillar[5]arenes with Boron Chemistry”的論文。該工作的第一作者為化學(xué)與化工學(xué)院2018級博士生陳進發(fā)。
圓偏振發(fā)光（CPL）是指一個手性發(fā)光體系可以發(fā)出具有圓偏振光的性質(zhì)。它不僅能直觀地反映手性發(fā)光體系的激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)信息，而且在CPL光學(xué)顯示、信息存儲、生物探針、CPL激光等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。圓偏振發(fā)光離不開手性結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計合成,但長期以來，CPL材料集中在手性稀土配合物和有機小分子（聯(lián)二萘、螺烯）方面的研究，CPL手性大環(huán)化合物的研究很少報道。
圖1 分子設(shè)計策略示意圖
柱芳烴是新一代超分子大環(huán)主體的典型代表，被廣泛應(yīng)用于超分子組裝和主客體化學(xué)，同一作者近期報道了一種高彈性的自修復(fù)仿生高分子凝膠材料（ACS Appl. Polym. Mater. 2019, 1, 2224）。通常，柱芳烴的一對立體異構(gòu)體由于芳環(huán)的快速翻轉(zhuǎn)而失去旋光性，因此如何有效地阻止其外消旋化成為領(lǐng)域關(guān)注的焦點。2019年，該課題組發(fā)現(xiàn)在聚集態(tài)可以有效抑制苯環(huán)旋轉(zhuǎn)來提高發(fā)光效率（J. Mater. Chem. C 2019, 7, 11747），但仍然難以獲得光學(xué)純對映體。該課題組在有機硼長期研究的基礎(chǔ)上，利用三芳基硼和三苯胺特有的發(fā)光性能和空間結(jié)構(gòu)，首次將有機硼化學(xué)與柱芳烴相結(jié)合，制備了一種軸向共軛的柱芳烴衍生物（P5BN）。三苯胺（Donor）和三芳基硼（Acceptor）顯著的空間效應(yīng)有效抑制了芳環(huán)的翻轉(zhuǎn)，使其對映異構(gòu)體獲得高效的手性拆分，我們率先報道了基于柱芳烴的圓偏振發(fā)光材料。而且，分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移賦予了該材料獨特的溫度響應(yīng)性能，是一種潛在的低溫?zé)晒馓结槨Ｔ摴ぷ鞑粌H在手性小分子識別方向具有可觀的應(yīng)用前景，同時極大地推動了手性CPL大環(huán)材料的發(fā)展。
圖2 (a) P5BN在固態(tài)CPL譜圖；(b) P5BN熱響應(yīng)熒光變色現(xiàn)象。
論文詳情： Jin-Fa Chen, Xiaodong Yin, Bowen Wang, Kai Zhang, Guoyun Meng, Songhe Zhang, Yafei Shi, Nan Wang, Suning Wang & Pangkuan Chen*. Planar Chiral Organoboranes with Thermoresponsive Emission and Circularly Polarized Luminescence: Integration of Pillar[5]arenes with Boron Chemistry. Angewandte Chemie International Edtion, doi: 10.1002/anie.202001145.
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202001145
附作者簡介：
陳磅寬，北京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。長期致力于新型發(fā)光材料和智能傳感材料的研究工作，尤其在有機硼共軛分子的可控合成與光電性能調(diào)控等領(lǐng)域積累了大量經(jīng)驗。同時，在新興“動態(tài)化學(xué)”領(lǐng)域研究特色鮮明，初步探索了超（高）分子凝膠及其相關(guān)材料的仿生性能(諸如機械力響應(yīng)、信號記憶、損傷修復(fù)等)。承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金面上項目，發(fā)表包括J. Am. Chem. Soc、Angew. Chem.、Chem. Sci.等SCI論文30多篇，多項工作受到包括C&E News、JACS Spotlights、JACS Selects、Angewandte Highlights等門戶網(wǎng)站20余次專題報道。
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