新突破!华东师大「国家拔尖人才」/「国家杰青/优青」联手,新发Nature子刊!

杂原子掺杂的多芳烃在推进光电材料方面展现出巨大潜力。SVI=N掺杂以软硬原子结合、给体-受体传输和手性调谐为特征,为进一步优化这些材料的性能和功能提供了一种强大的方法。然而,由于多芳烃体系中手性硫(VI)与杂原子之间复杂的对映体选择性区分和嵌入的键合,引入手性硫(VI)一直是一个艰巨的挑战。

2025年3月28日,华东师范大学(海南研究院)王明姜雪峰在国际知名期刊Nature Communications上发表题为《Asymmetric S=N-embedded polyaromatic construction via enantioselective Pd-catalyzed C–H activation》的研究论文,Daming Zeng为论文第一作者,王明姜雪峰为论文共同通讯作者。

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王明,华东师范大学教授。国家万人计划青年拔尖人才。2011年6月博士毕业于华东理工大学,导师:邓卫平教授;2011年8月-2014年10月赴新加坡南洋理工大学从事博士后研究,导师:Robin Chi教授;2014年进入华东师范大学,前后担任副教授、教授

王明教授主要从事高价硫化物的绿色合成及其在药物、材料和点击化学中的应用研究,主持国家自然科学基金4项(面上3项,青年1项)。以第一或通讯作者在Nat. Synth.,J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.,Nat. Commun.等国际知名期刊发表论文40余篇。

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姜雪峰华东师范大学教授。国家杰出青年基金、国家优秀青年基金获得者,入选国家万人计划、教育部青年长江学者。2003年本科毕业于西北大学;2008年博士毕业于中国科学院上海有机所;2008年-2011年在美国Scripps研究所担任助理研究员;2011年进入华东师范大学担任教授;2024年入选中国化学会会士。

姜雪峰教授一直从事硫化学研究,运用“从无机硫到有机硫”的理念,建立了具有国际影响的“3S绿色硫化学”(无臭、稳定、可持续),引领着世界硫化学的发展。获得2020年中美化学与化学生物学教授协会杰出教授奖、2019年中国均相催化青年奖、2019年亚洲联合化学会Rising Stars Lectureship Award、2018年IUPAC元素周期表青年科学家硫元素代言人、2017年药明康德生命化学研究奖、德国Thieme Chemistry Journal Award、日本ACP Lectureship Award等奖项与荣誉。

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在本文中,作者构建了Pd催化的二芳基亚砜亚胺和砜二亚胺的对映选择性去对称化,以高收率和对映选择性获得手性SVI=N掺杂杂环。分子的柔韧性和刚性对对映选择性有着明显的影响。
分裂的芳香化合物表现出C-H···π相互作用,其涉及添加剂TMCPA与配体和S-芳基基团之间的相互作用,产生(R)-构型;而结合的芳香化合物则因键旋转受限而表现出相反的(S)-构型。
光物理和手性光学研究表明,SVI=N掺杂咔唑基多芳烃具有强烈的双吸收峰和良好的发光不对称因子。
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图1:杂原子掺杂多芳烃的背景介绍

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图2:手性SVI=N掺杂杂环的合成库

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图3:合成应用

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图4:光电和手性光学性质研究

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图5:机理分析

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图6:理论计算与反应机理

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图7:对映选择性研究

综上,作者通过Pd催化的对映选择性去对称化反应,成功合成了手性SVI=N掺杂的多芳烃杂环,实现了高产率和高对映选择性。通过光物理和手性光学研究,这些杂环表现出优异的光电性能,包括强烈的双吸收峰和高的发光不对称因子。

该研究开发了一种高效的合成方法,用于构建手性SVI=N掺杂的杂环,这些杂环在光电性能上表现出优异的特性。该研究不仅攻克了手性硫(VI)引入的难题,还为优化光电材料的性能和功能提供了新的策略,为手性光电材料的发展开辟了新途径。

Zeng, D., Zhang, X., Wang, M. et al. Asymmetric S=N-embedded polyaromatic construction via enantioselective Pd-catalyzed C-H activation. Nat. Commun.,  (2025).

 

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