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Thiophene-backbone Arcuate Graphene Nanoribbons: Shotgun Synthesis and Length dependent Properties
Chemical Science ( IF 7.6 ) Pub Date : 2025-03-19 , DOI: 10.1039/d4sc08353a
Ruiying zhang, Xinyu Chen, Ling-Yun Zhu, Yanxia Huang, Ziang Zhai, Qiang wang, lingding wang, Taosong wang, weizhen wang, Ke-Yin Ye, Yuanming Li
Chemical Science ( IF 7.6 ) Pub Date : 2025-03-19 , DOI: 10.1039/d4sc08353a
Ruiying zhang, Xinyu Chen, Ling-Yun Zhu, Yanxia Huang, Ziang Zhai, Qiang wang, lingding wang, Taosong wang, weizhen wang, Ke-Yin Ye, Yuanming Li
Efficient synthetic methods are urgently needed to produce graphene nanoribbons (GNRs) with diverse structures and functions. Precise control over the topological edges of GNRs is also crucial for achieving diverse molecular topologies and desirable electro-optical properties. This study demonstrates a highly efficient "Shotgun" synthesis of thiophene-backbone arcuate GNRs, offering a significant advantage over tedious iterative synthesis. This method utilizes a one-pot, three component Suzuki-Miyaura coupling for the precursor, followed by a Scholl reaction for cyclization. The resulting arcuate GNRs have sulfur atoms embedded in the carbon backbone with a combined armchair, cove, and fjord edge structure. This multi-edge architecture is further modified by high-yield oxidation of the electron-rich sulfur atoms to electron-deficient sulfones, enabling precise regulation of the GNRs' electronic properties. This arcuate GNRs with diverse edge structures, heteroatom doping and precise lengths, opening exciting avenues for their application in optoelectronic devices.
中文翻译:
硫代酚骨架弓形石墨烯纳米带:鸟枪合成和长度依赖性特性
迫切需要高效的合成方法来生产具有不同结构和功能的石墨烯纳米带 (GNR)。精确控制 GNR 的拓扑边缘对于实现不同的分子拓扑和理想的电光特性也至关重要。本研究证明了噻吩主链弧状 GNR 的高效“鸟枪法”合成,与繁琐的迭代合成相比具有显着优势。该方法使用一锅法、三组分 Suzuki-Miyaura 偶联作为前驱体,然后用 Scholl 反应进行环化。由此产生的弧状 GNR 将硫原子嵌入碳主链中,具有组合的扶手椅、凹陷和峡湾边缘结构。这种多边缘结构通过富电子硫原子高产率氧化为缺电子砜而进一步改性,从而能够精确调节 GNR 的电子特性。这使得 GNR 具有不同的边缘结构、杂原子掺杂和精确的长度,为它们在光电器件中的应用开辟了令人兴奋的途径。
更新日期:2025-03-19
中文翻译:

硫代酚骨架弓形石墨烯纳米带:鸟枪合成和长度依赖性特性
迫切需要高效的合成方法来生产具有不同结构和功能的石墨烯纳米带 (GNR)。精确控制 GNR 的拓扑边缘对于实现不同的分子拓扑和理想的电光特性也至关重要。本研究证明了噻吩主链弧状 GNR 的高效“鸟枪法”合成,与繁琐的迭代合成相比具有显着优势。该方法使用一锅法、三组分 Suzuki-Miyaura 偶联作为前驱体,然后用 Scholl 反应进行环化。由此产生的弧状 GNR 将硫原子嵌入碳主链中,具有组合的扶手椅、凹陷和峡湾边缘结构。这种多边缘结构通过富电子硫原子高产率氧化为缺电子砜而进一步改性,从而能够精确调节 GNR 的电子特性。这使得 GNR 具有不同的边缘结构、杂原子掺杂和精确的长度,为它们在光电器件中的应用开辟了令人兴奋的途径。