科技动态

上海有机所实现非共轭小分子的超长波长发光

发布时间:2026-05-09金属有机化学全国重点实验室

非共轭发光体系的发展革新了传统的通过键共轭(TBC)设计策略,并激发了对分子光物理更深层次的理解。然而,这类非共轭结构面临的一个挑战在于:纯碳氢体系的荧光通常局限于蓝光区(~470 nm),难以实现更长波长的发光。

中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学全国重点实验室王晓明课题组长期致力于研究多金属物种参与的反应体系,包括生物酶启发的双/多核金属催化剂的开发,以及金属物种的簇集与催化等。近日,该课题组在已取得阶段性进展的大环双核金属催化工作基础上(ACS Catal.2021, 11, 13696; J. Am. Chem. Soc.2023, 145, 24877; Nat. Commun.2025, 16, 3077),以大环双吡啶双亚胺配体(PDI)搭载的双核镍络合物为催化剂,首次实现了大位阻偕二芳基联烯与芳基硼酸的氢芳基化反应,突破了经典单核金属催化的端烯官能团化(2,3-选择性)的限制,以罕见的1,2-区域选择性构建了一个包含50余种苯乙烯衍生物的化合物库。

在此基础上,王晓明课题组与香港中文大学(深圳)唐本忠院士-赵征教授团队展开了深入的合作研究,发现这类化合物在固态条件下存在明显的长波发射现象,其中部分化合物的最大发射波长可达575–640 nm。研究发现协同的多重空间相互作用(TSI)——包括分子构象扭曲调控的分子内TSI,以及苯乙烯单元双键介导的分子间TSI是实现这些非共轭结构超长波长聚集诱导发射的关键。通过取代基调控策略,这类物质的发光颜色实现了从蓝色到黄色、橙色、红色,乃至基于单一化合物的暖白光发射;部分化合物的发光可延伸至深红区,其发射尾端可达900 nm。这项工作表明,非共轭纯碳氢体系能够实现广谱的长波发射行为,从根本上推进了对非共轭体系发光现象的理解,并为超越传统TBC范式的发光材料提供了全新的设计策略。

相关研究成果以《Breaking the blue limit of non-conjugated hydrocarbons via multiple through-space interactions》为题,在线发表于期刊《国家科学评论》 (National Science Review, nwag257, https://doi.org/10.1093/nsr/nwag257)。该工作得到科技部、中国科学院、国家自然科学基金委、上海市科技委、上海有机所以及金属有机化学全国重点实验室的大力资助。


附件下载: