超分子自由基：穩(wěn)定自由基的新策略，制備有機近紅外材料的新途徑
有機自由基在順磁材料和近紅外材料等領域有重要應用前景，但由于其具有未配對電子，大多數(shù)自由基不能穩(wěn)定存在，這極大程度上限制了其發(fā)展。如何用簡便的方法制備得到穩(wěn)定自由基依然是一個挑戰(zhàn)。
在科技部“973”計劃和國家自然科學基金委員會的支持下，清華大學化學系張希教授和王治強教授課題組首次利用超分子方法，實現(xiàn)了穩(wěn)定超分子自由基的制備。如圖1所示，他們將葫蘆脲通過主客體相互作用復合到萘二酰亞胺兩側(cè)，由于葫蘆脲大環(huán)分子上羰基的吸電子效應，使得萘二酰亞胺分子的能級顯著降低，進而加快了萘二酰亞胺的光致電子轉(zhuǎn)移過程，使其自由基生成速率提高近10倍，所得到的超分子自由基表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性，這提供了一種穩(wěn)定自由基的新策略（參見Chem. Sci., 2015, DOI: 10.1039/C5SC00862J）。
圖1 光致電子轉(zhuǎn)移與超分子自由基的制備
基于類似的策略，他們制備了苝二酰亞胺超分子自由基。苝二酰亞胺具有很強的聚集能力，導致其自由基容易淬滅，而葫蘆脲的引入可以在很大程度上抑制其聚集，進而顯著提高了其自由基產(chǎn)率。苝二酰亞胺超分子自由基在近紅外區(qū)具有特征吸收，與單獨的苝二酰亞胺自由基相比，其近紅外光熱轉(zhuǎn)換效率可以提高1倍以上，提供了制備有機近紅外材料的一種新途徑（參見Chem. Sci., 2015, DOI: 10.1039/C5SC01167A）。
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