Angew. Chem.：运用并五苯中间体环化策略高效构筑系列扭曲多环芳烃

扭曲多环芳烃由于其独特的构象赋予了它们许多有趣的物理和化学特性，但是扭曲多环芳烃的合成通常面临着合成步骤多、纯化繁琐和产率相对较低等问题。因此，追求新颖、简洁、高效的合成策略来构筑具备先进功能的扭曲多环芳烃一直是该领域的主要研究课题。并五苯，由线性融合的苯环组成，具有独特的光学、电子和化学性质，被广泛应用于有机光伏、薄膜晶体管等领域的研究中。然而，并五苯及其衍生物作为起始原料或中间体的合成价值却很少被认识到，作者认为并五苯独特的线性结构使得其成为合成新型共轭多环芳烃的理想选择。

最近，华东师范大学史学亮课题组提出了一种通过并五苯中间体构筑系列新型扭曲多环芳烃的简单而通用的策略。该策略的关键是以并五苯醛基衍生物作为起始材料，然后通过Friedel-Crafts环化和脱水/芳构化来构筑系列扭曲多环芳烃。

合成策略上主要通过锂化试剂对相应的并五苯酮前体进行亲核取代反应以及还原芳构化合成一系列全新的并五苯醛基衍生物。随后，作者采用Friedel-Crafts环化策略通过并五苯醛基衍生物构筑了带均三甲苯取代基和不带取代基的系列新型扭曲多环芳烃。

所有新合成的并五苯醛基衍生物和扭曲多环芳烃的结构都通过单晶X射线衍射研究得到了确定，研究结果发现扭曲构象对多环芳烃的电子结构、芳香性、光物理及电化学性质有着显著的影响。

此外，扭曲的构象还会带来螺旋手性。多环芳烃 (2) 可以通过手性高效液相色谱 (Chiral-HPLC) 有效分离，得到的对映体用圆二色及圆偏振光谱进行了表征。值得注意的是，该系列多环芳烃均具有中等的荧光量子产率，从而展示了其作为高质量有机激光材料的应用潜力。史学亮课题组与华南理工大学虞华康课题组合作，利用多环芳烃 (3a) 与环氧树脂的自组装成功制备了一个微激光器。该微激光器的中心波长半高宽为0.32 nm，具有窄线宽、低阈值的特性。该微激光器具有约1800的高品质因子，证明多环芳烃 (3a) 与回音壁模式的微腔结合时，能够表现出良好的激光性能。

综上所述，本工作成功发展了一种运用并五苯中间体环化反应高效构筑系列扭曲多环芳烃的新策略，从而展示了并五苯的合成价值和化学多样性。作者课题组正在进一步拓展该合成策略并应用于其他新型扭曲多环芳烃的构筑，相关工作正在进行中。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是华东师范大学博士研究生伍蒙翔。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Functionalization of pentacene: a facile and versatile approach to contorted polycyclic aromatic hydrocarbons

Meng-Xiang Wu, Yantong Li, Peipei Liu, Xusheng Shi, Hao Kang, Xiao-Li Zhao, Lin Xu, Xiaodong Li, Junfeng Fang, Zhiwei Fang, Ya Cheng, Huakang Yu, Xueliang Shi, Hai-Bo Yang 

Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202309619

研究团队简介

史学亮，华东师范大学教授、博士生导师。2015年于新加坡国立大学取得博士学位。2015年至2016年和2016年至2018年分别于新加坡国立大学和华盛顿大学从事博士后研究。2018年10月就职于华东师范大学化学与分子工程学院。研究领域为超分子化学、自由基化学和有机光电功能材料。以第一作者或通讯作者在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Nat. Commun.等期刊共发表SCI论文50余篇，论文引用4000余次。