表面納米有機(jī)合成方向取得重要進(jìn)展
時(shí)間：2021-04-06 10:48:29學(xué)院：化學(xué)與分子工程學(xué)院學(xué)校：華東理工大學(xué)
在最新一期化學(xué)學(xué)科的全球頂級(jí)期刊《Journal of the American Chemistry Society》（IF: 9.907）上，化學(xué)與分子工程學(xué)院劉培念教授作為通訊作者發(fā)表了新的論文“Steering On-Surface Polymerization with Metal-Directed Template” (J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 3576–3582.)，詳細(xì)介紹了在金屬表面通過配位自組裝生成模板，再進(jìn)行有機(jī)合成反應(yīng)生成納米材料的方法。該研究工作劉培念課題組是與香港科技大學(xué)物理系林念課題組合作，借助超高真空隧道掃描顯微鏡（UHV-STM）完成。這已經(jīng)是劉培念課題組自2010年以來，第五次在J. Am. Chem. Soc.上發(fā)表通訊作者論文。
表面納米有機(jī)合成代表了一種新的“自下而上”合成納米材料的策略。但是到目前為止，絕大部分通過這種方法合成的材料均具有結(jié)構(gòu)不均一，結(jié)構(gòu)缺陷很多的特點(diǎn)。本研究工作發(fā)展了一種全新的表面有機(jī)合成的策略，即先使反應(yīng)單體與金屬發(fā)生配位自組裝生成模板，再發(fā)生有機(jī)反應(yīng)，利用“模板效應(yīng)”使所得結(jié)構(gòu)的均一性得到了極大的提高，并有效地減少了所得材料的結(jié)構(gòu)缺陷。該研究選用了帶有吡啶官能團(tuán)和溴苯官能團(tuán)的卟啉類化合物1，使其在Au(111)的表面首先進(jìn)行了吡啶與銅的配位反應(yīng)，生成線性的高分子鏈狀模板，然后再在銅的催化下，溴苯官能團(tuán)發(fā)生Ullmann偶聯(lián)反應(yīng)，生成具有雙鏈或多鏈結(jié)構(gòu)的高分子鏈。用這種方法合成的高分子鏈具有結(jié)構(gòu)均一，高度有序的優(yōu)點(diǎn)。本研究工作使用超高真空隧道掃描顯微鏡對(duì)反應(yīng)過程及產(chǎn)物結(jié)構(gòu)在單分子分辨率下進(jìn)行了表征，得到了實(shí)時(shí)和非常準(zhǔn)確的研究結(jié)果。
圖片說明：卟啉化合物1與銅發(fā)生配位自組裝并進(jìn)行銅催化的Ullmann偶聯(lián)反應(yīng)
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