手性杂化螺旋烯(AIBPy-Mes)的合成及其氧化还原特性研究:兼具分子手性与单电子自旋的稳定阳离子自由基

【字体: 时间:2025年08月16日 来源:Journal of the Chinese Chemical Society 1.5

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  研究人员成功合成了一种新型手性杂化螺旋烯化合物(AIBPy-Mes),该分子通过将1,1′-联薁骨架与异苯并吡咯单元融合,并引入位阻型均三甲苯基实现立体保护。采用微流控技术高效完成最终环化反应,通过X射线晶体学确认螺旋结构,并利用手性固定相HPLC实现光学拆分。该化合物经单电子氧化可生成具有空气稳定性的阳离子自由基(AIBPyr-Mes•+),为同时具备分子手性和未成对电子自旋的化学物种研究提供了新范式。

  

这项突破性研究报道了由吡咯和1,1′-联薁骨架构成的手性杂化螺旋烯(AIBPy-Mes)的精准合成。科研团队巧妙地在异苯并吡咯单元引入大位阻的均三甲苯基(mesityl groups),通过微流控化学反应器实现高效闭环,其反应效率远超传统方法。

单晶X射线衍射清晰揭示了该分子独特的螺旋手性结构,手性高效液相色谱(HPLC)成功实现光学异构体分离。电化学研究显示,该化合物经单电子氧化可生成异常稳定的阳离子自由基(AIBPyr-Mes•+),其空气稳定性足以支持分离纯化操作。

这项成果的重要意义在于:首次在分子水平实现了螺旋手性(chirality)与未成对电子自旋(unpaired electron spin)的协同调控,为发展新型手性自旋材料(spintronic materials)提供了分子设计模板。特别是阳离子自由基的稳定化策略,为开发具有光学活性的有机磁性材料开辟了新途径。

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