本网讯（通讯员 袁志辉）近日，化学顶级权威期刊《Angewandte Chemie International Edition 》在线刊登了我校化学与生物工程学院蒋清课题组的研究论文“A Kinetically Stabilized Dianthraceno[2,3-a:3',2'-h]-s-indacene: Stable Kekulé Diradical Polycyclic Hydrocarbon with Triplet Ground State”（稳定的三线态基态dianthraceno[2,3-a:3',2'-h]-s-indacene双自由基分子），文章的第一和通讯作者为蒋清博士，我校为第一和唯一通讯单位。实现了我校在该研究领域的新突破。
高自旋有机π-共轭自由基分子因其独特的电子结构和量子性质，在有机光电器件、有机自旋电子学、有机磁体、量子信息学等多个领域展现出广阔的应用前景。然而，由于其开壳层自由基的特性，设计、合成以及分离稳定的此类化合物面临着重大挑战。近年来，随着合成方法和策略的迅速发展，具有高自旋基态（S ≥ 1）的稳定non-Kekulé型自由基分子的合成与表征取得了显著进展。相比之下，具有三线态基态的Kekulé型自由基分子的研究相对较少。究其原因在于，这类自由基分子由于两个未配对电子之间较强的成键相互作用，通常呈现出单线态基态。因此，基于新设计策略和合成方法，开发新型三线态基态Kekulé型有机π-共轭自由基分子，显得尤为具有吸引力。
基于此，蒋清博士课题组提出了一种“π-扩展”策略，通过在茚并芴骨架两端融合两个萘环，成功地调控了双自由基的基态自旋多重度，获得了一种稳定的基态为三线态的双自由基分子。该化合物的三线态基态通过电子顺磁共振和超导量子干涉仪测量得以证实，并通过实验和理论计算系统地研究了其电子性质。同时，该双自由基化合物在空气和光照条件下表现出良好的稳定性，其半衰期达到64 h。此外，它具有窄的HOMO-LUMO能隙，并且表现出两性氧化还原行为。其二阳离子和二阴离子展现了闭壳层基态和近红外吸收，结构通过X射线晶体学分析确认。此研究成果不仅为开壳层多环芳烃开辟了新的研究空间，还为其他高自旋Kekulé型有机 π-共轭自由基分子的设计和合成提供了新的思路。该成果获得了湖南省生物工程应用特色学科与湖南省高层次人才支持计划资助。
论文信息：
A Kinetically Stabilized Dianthraceno[2,3-a:3',2'-h]-s-indacene: Stable Kekulé Diradical Polycyclic Hydrocarbon with Triplet Ground State
Angewandte Chemie International Edition, 2024, e202422994. https://doi.org/10.1002/anie.202422994
《德国应用化学》(Angewandte Chemie)创刊于1888年，是德国化学学会（GDCh）的官方期刊并由Wiley–VCH出版。《Angewandte Chemie International Edition》（德国应用化学）作为化学领域的世界顶级期刊之一，致力于报道化学学科各个领域的突破性研究，以其卓越的学术质量和广泛的国际影响力而著称。该成果的发表将助力我校“双一流”学科建设，提升我校化学及相关学科在国际上的学术知名度和影响力。
