非苯型的共轭分子骨架與相應的苯類化合物相比具有不同的電子和結構特征。因此，含五元環或七元環的共轭分子受到了越來越多的關注并被合成和研究。然而，這些含五元環或七元環的共轭分子大多是非平面構型，對載流子傳輸不利，限制了其在半導體領域的應用。同時将五元環和七元環（形式上的薁單元）引入共轭分子，可以通過五元環和七元環之間的“互補效應”，構造出具有平面結構的二維共轭材料。
兩個五元環和兩個七元環的新型二維共轭分子
在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，中科院化學研究所有機固體實驗室研究員張德清課題組最近成功開發了一類新型的非苯型二維有機共轭分子：含有兩個五元環和兩個七元環（薁單元）的二環庚三烯并玉紅省（DHR）。它可以看作是二苯并暈苯中的萘環被薁環取代的同分異構體（圖1）。從簡單的原料開始，隻需要兩步反應就可以以76%的總産率高效合成目标分子。該方法可以克級宏量制備目标分子，并且不需要柱層析分離。單晶結構表明該共轭分子幾乎完全平面，其中六元環具有較強芳香性，五元環具有弱的芳香性，而七元環具有弱的反芳香性。該分子的薄膜和晶體表現出p-型半導體性能，其空穴遷移率達到0.082 cm2v-1s-1。另外，該分子還具有反常的反-Kasha吸收和發射，在多波長發光材料的調制方面具有潛在的應用前景。
研究成果發表于近期出版的《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59 (9), 3529-3533)上, 通訊作者是張德清，第一作者是張西沙和黃雁鷹。
來源： 化學研究所
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