一类螺旋结构的BN-纳米石墨烯家族：杂化融合咔唑-氮杂硼杂环二聚体的系统合成、结构与性质研究

《The Journal of Organic Chemistry》：A Family of Helical BN-Nanographenes: Systematic Synthesis, Structures, and Properties of Heterole-Fused Carbazole Azaborine Dimers

合成了一系列异杂环融合的咔唑含氮硼烷纳米石墨烯，通过双电性硼化反应构建结构，发现中心异杂环显著影响电化学和光物理性质，其中1a、1b和2的荧光量子产率达0.51–0.56。固态下取代基尺寸显著改变晶体堆积模式及荧光特性。

　　

在螺旋状多环芳烃中用相邻的硼-氮（B–N）单元替换两个碳原子可以显著改善其光物理性质，但相关研究仍然较少，结构与性质之间的关系尚未得到充分研究。本文报道了一类含有咔唑结构的氮杂环二聚体的合成及其物理化学性质，这类化合物属于新型的螺旋状BN-纳米石墨烯家族。我们通过合理设计的前体进行双亲电硼化反应，合成了与N-丁基吡咯（b1a）、N-苯基吡咯（b1b）、呋喃（b2）、噻吩（b3a）、硒吩（b4）和噻吩二氧化物（b5）融合的咔唑氮杂环二聚体。其中，噻吩融合的b3b和b3c二聚体的末端取代基比b3a的小。中心杂环对电化学和光物理性质有显著影响，尤其是b1a、b1b和b2二聚体表现出较强的荧光特性，其荧光量子产率为0.51–0.56。末端取代基的体积较大对溶液中的性质影响微乎其微，但对固态下的晶体堆积方式和荧光性质有明显影响。我们还利用理论计算讨论了这些结构变化对电子结构的影响。