南開王小野課題組Adv. Sci.:1,4-硼氮芳烴的合成、性質及應用

x一mol資訊 發佈 2022-05-22T11:17:02.469144+00:00

本文來自微信公眾號:X-MOLNews近日,南開大學王小野課題組應邀在Advanced Science 上撰寫了題為「The Rise of 1,4-BN-Heteroarenes: Synthesis, Properties, and Applications」的綜述論文,對近

本文來自微信公眾號:X-MOLNews

近日,南開大學王小野課題組應邀在Advanced Science 上撰寫了題為「The Rise of 1,4-BN-Heteroarenes: Synthesis, Properties, and Applications」的綜述論文,對近年來備受關注的1,4-硼氮芳烴的合成、性質及應用進行了總結及展望。


1926年,Stock和Pohland等人發現了由硼氮原子交替形成的六元環分子borazine,它也被稱為「無機苯」。這一發現進一步激發了人們對部分BN摻雜的苯環(azaborine)及稠環芳烴的研究興趣。BN單元和CC單元具有相同的價層電子數,但在π電子分布上卻有著極大的差異。因此,在共軛骨架中引入BN單元能夠有效地調控分子的電子結構與光電性能。根據硼氮原子的相對位置,azaborine可分為三種異構體:1,2-azaborine、1,3-azaborine和1,4-azaborine。到目前為止,1,2-azaborine及其衍生物已被廣泛研究,以1,2-azaborine為結構基礎的稠環共軛分子已在有機光電功能器件中獲得廣泛的應用;而1,3-azaborine因其較差的穩定性在合成上依舊存在很大的挑戰。儘管1,4-azaborine與1,3-azaborine相比具有更高的穩定性,但其在過去的幾十年裡也並未被廣泛研究。直到2016年,Hatakeyama等人首次證明了以1,4-azaborine為結構基礎的多重共振熱激活延遲螢光(MR-TADF)材料在有機發光二極體(OLED)中的優異性質(如高外量子效率和高色純度等優點),1,4-硼氮芳烴才逐漸引起了人們廣泛的研究興趣。

雖然1,4-硼氮芳烴的研究經過了六十多年的發展,但人們對它的認識依舊較為局限,已有的相關綜述大多聚焦在MR-TADF OLED應用上,缺乏對其發展歷史、合成策略及結構-性能關係等方面的系統總結。基於此,該綜述從化學的角度出發,系統總結了1,4-硼氮芳烴的合成策略及進展,並討論了1,4-BN單元的引入對分子性質的影響以及該類分子在不同領域的應用前景,尤其是在MR-TADF OLED之外的領域,如在手性光學材料、有機金屬催化、單分子電子器件及納米碳材料等領域中的研究價值。最後,作者針對1,4-硼氮芳烴在合成和應用上的問題與挑戰進行了展望,希望在合成化學與材料化學的協同創新下,進一步推動這一領域的發展。


該綜述第一作者為南開大學博士研究生陳程,通訊作者是王小野研究員。

The Rise of 1,4-BN-Heteroarenes: Synthesis, Properties, and Applications

Cheng Chen, Cheng-Zhuo Du, and Xiao-Ye Wang*

Adv. Sci. 2022, DOI: 10.1002/advs.202200707


作者簡介


王小野,南開大學化學學院特聘研究員、博士生導師、獨立課題組組長(PI)。2009年本科畢業於南開大學;2014年博士畢業於北京大學(導師:裴堅教授);2014至2019年在德國馬普高分子所從事博士後研究(導師:德國及歐洲科學院院士Klaus Müllen教授)。2019年加入南開大學化學學院,依託元素有機化學國家重點實驗室獨立開展研究工作。長期從事有機共軛分子材料的設計合成及功能器件研究,已在國際高水平學術期刊上發表論文70篇,被引用4000餘次,以第一/通訊作者發表論文30篇,包括Nat. Rev. Chem.(1篇)、Nat. Commun.(3篇)、J. Am. Chem. Soc.(8篇)、Angew. Chem. Int. Ed.(4篇)、Acc. Chem. Res.(1篇)等。


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