南京大学史壮志教授课题组发展出石墨烯片段“自下而上”式可控合成新方法

xiudou

基于石墨烯的多环芳烃，具有电子密度高、电子能级的最高已占轨道（HOMO）和最低未占轨道（LUMO）之间的间隙窄、氧化还原电位低、π-π堆积能力强、芳香性和优异的化学稳定性等特点。近期，南京大学化学化工学院配位化学国家重点实验室史壮志教授课题组利用钯催化C-H活化技术，实现了碘代联芳烃的二聚环化，通过“后期芳基化”策略发展出一种石墨烯片段的“自下而上”的可调控合成方法（图1）。该成果以“Bottom-up Construction of Graphene Segments Based on a Palladium-Catalyzed Annulative Dimerization of o-Iodobiaryl Compounds”为题，于2018年4月17日在Angewandte Chemie International Edition (DOI: 10.1002/anie.201803603)上在线发表，相关技术已经申请专利保护。

图1 “自下而上”可控合成石墨烯片段的策略

值得注意的是，日本名古屋大学Itami教授早前在Science (2018, 359, 435) 上报导了一个类似的构建石墨烯片段的方法。如图2所示，这两种路径的主要区别是芳基化修饰的先后顺序，Itami教授采用的“前期芳基化”策略。两种方法所产生的产物是互补的，根据芳基硼酸苯环的个数（n），理论上产物边壁无限延伸的长度数量（N）分别为奇数（2n+1）和偶数（2n+2）个。

图2 两种互补策略构建石墨烯片段

该项成果的第一作者是2015级博士研究生朱晨丹同学，上述研究工作得到了中组部“青年##”计划、国家自然科学基金，江苏省“双创计划”计划以及配位化学国家重点实验室等的大力资助。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201803603