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【Angew.Chem.】半高宽19纳米！苯并吡喃融合衍生物晋升红色有机荧光材料的第一梯队 ​

简介 ​

本文介绍了通过三步策略合成高度扭曲的氮氧共掺杂异质纳米石墨烯 (h-NGs)，这种新型材料表现出极窄的红色发光，且在光电子应用中具有巨大潜力。

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摘要 ​

纳米石墨烯因其优异的光电特性和可调电子结构引起了广泛关注。本文合成了两种高度扭曲的h-NGs，它们具有双熔联二氮杂冠烯 (BFDAC) 核心，并通过苯并吡喃单元在外围进一步扩展π体系。单晶分析显示，这些h-NGs具有高度扭曲的几何形状，其中掺杂氮和氧能实现精确的电子调谐。两种h-NGs都展示了红色光致发光 (PL)，其中苯并吡喃融合衍生物表现出极窄的发射带宽（半高宽19纳米），是有机红色发光材料中最窄的之一。此外，这些材料表现出酸响应的光学行为，包括近红外吸收变化和PL猝灭，提供了额外的功能多样性。 image.png

研究结果与讨论 ​

合成 ​

为了构建目标BFDAC结构，识别到Pictet-Spengler反应作为关键步骤。通过选择性引入C=N键，BFDAC结构可以系统地组装，最终实现苯并吡喃熔联BFDAC结构的高效构建。

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晶体结构 ​

单晶X射线衍射分析表明，合成的h-NGs在纵向轴上高度扭曲，π骨架沿其纵向轴扭曲显著，且苯并吡喃单元使得框架稳定性增强。

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电子特性 ​

通过理论计算和光谱研究调查了3a-3d和4a-4d的电子特性，结果表明，这些化合物具有全局芳香性和30个π电子的离域体系。计算结果与NICS值一致，确认了其反芳香性和高电荷迁移性能。

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光物理特性 ​

3a-3d和4a-4d展示了强烈的光致发光，且PL量子产率 (PLQY) 较高。其中4d具有最窄的发射带宽（19纳米）和较高的PLQY（57%），是有机红色发光材料中性能最佳的之一。

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结论 ​

本文展示了氮氧共掺杂异质纳米石墨烯的新型结构，这些材料表现出极窄的红色发光和多功能光学行为，显示了其在光电子应用中的巨大潜力。通过三步合成策略，成功构建了高度扭曲的BFDAC核心，且苯并吡喃单元的引入进一步增强了材料的稳定性和性能。

参考文献 ​

W. Jiang, H. Zhang, X. Hua, Y. Ma, Y. Feng, C. Yuan, Z. Liu, H.-L. Zhang, X. Shao, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202500391. https://doi.org/10.1002/anie.202500391