本网讯近期,国际顶级期刊《Chemical Science》和《Angew. Chem. Int. Ed》相继刊发了物理与机电工程学院材料物理系青年教师陈木青的最新研究成果:《Sc3N@Ih-C80 作为碳基路易斯酸捕获反常N-杂环卡宾:首次形成单键的[6,6,6]加成产物》(Chemical Science, 2016,7, 2331-2334)及《刚性铰链对易分解的1,2,3,4-双三唑啉富勒烯及其热解产物的高立构选择性合成和完全的晶体表征》(Angew. Chem. Int. Ed, 2016, DOI: 10.1002/anie.201606385 and 10.1002/ange. 201606385)。
富勒烯是一类全碳球形笼状分子,其大小不到1纳米,是唯一可溶且具有确定分子结构的碳材料。自1985年被发现以来,富勒烯吸引了众多科学家的目光,其主要发现者也因此荣获1996年诺贝尔化学奖。除了具有新奇的结构外,富勒烯分子还具有丰富的物理化学性质,例如C60、C70,与NHC反应形成路易斯酸碱对。通常情况下,缺电子的路易斯酸与富电子的路易斯碱反应形成路易斯酸碱对。在此基础上,陈木青在研究中首次发现,内嵌富勒烯带负电的碳笼能与富电子的NHCs发生加成反应,并且该反应形成了独特的单键加成的[6,6,6]路易斯酸碱对。该研究成果揭示了内嵌富勒烯碳基的路易斯酸特性,并推测了该酸碱对的独特结构形成源于NHCs的空间位阻和Sc3N@Ih-C80的碳笼电子云密度分布的协同作用。
化学修饰是改变空心富勒烯的内在性质和促进其应用的重要手段。富勒烯双加成衍生物在有机太阳能电池中作为受体材料,能更好地提高电池的光电转换效率。然而,富勒烯的双加成反应通常会同时生成大量难以分离的同分异构体。富勒烯与叠氮化合物发生的1,3-偶极环加成反应,异构体较多且难以控制。陈木青采用铰链策略高选择性的合成富勒烯衍生物,并得到进一步热解的所有产物。更重要的是,通过X-射线衍射单晶技术精确地解析了所有产物的分子结构,进而提出一个准确的热解机理。
陈木青老师于2013年进入必威betway官网入口以来主要开展富勒烯以及内嵌富勒烯领域的研究。目前,以必威betway官网入口为单位第一作者发表SCI论文3篇,另第二作者合作论文3篇,其中《Angew. Chem. Int. Ed》(IF=11.709)2篇,《Chemical Science》(IF=9.114)1篇,《Chemistry - A European Journal》(IF=5.771)1篇,《Inorganic Chemistry》(IF=4.820)1篇,《European Journal of Organic Chemistry》(IF=3.068)1篇。
据悉,陈木青老师已完成了湖北省教育厅基金青年项目《新型有机小分子太阳能电池给体材料的研究》。今年,同时获得国家自然科学基金青年项目《内嵌金属富勒烯的路易斯酸碱配对反应研究》,以及湖北省自然科学基金青年项目《内包金属富勒烯-聚3-己基噻吩双缆型分子的合成及光伏性质研究》的资助。