炔基型有機化合物在化學、生物和材料領域均有重要的應用價值。然而，由于炔烴眾多的反應路徑，炔烴多聚物的選擇性合成一直以來是化學界面臨的重大難題之一。傳統的溶液反應一般需要通過復雜的反應物和催化劑來制備炔烴多聚物，但是產率依然不甚理想。近期，中國科學技術大學國家同步輻射實驗室朱俊發教授課題組與化學與材料科學學院武曉君教授課題組合作，發展了一種全新的炔烴化合物的表面限域合成法，成功地在Ag(111)單晶表面合成出產率高達90%的順式烯二炔型化合物，并結合一系列控制對比實驗和密度泛函理論計算，揭示了調控該反應的機理。相關研究論文發表在國際化學頂級期刊Angew. Chem. Int. Ed. (2017, DOI: 10.1002/anie.201701142)，博士生王濤為論文第一作者。
研究者利用溴取代的乙炔聯苯作為前驅體分子，在熱蒸發到420 K的Ag(111)表面之后，形成了大面積有序的順式烯二炔島嶼，順式烯二炔產率達到90%。這是因為該溫度下C-Br鍵斷裂，表面吸附的Br原子通過溴氫鹵鍵的作用使生成的順式烯二炔聚集成有序的密堆島嶼，密堆島嶼造成的空間位阻阻礙了順式烯二炔的進一步反應，導致了其高選擇性。對比實驗證明了在沒有溴取代基的情況下，乙炔聯苯生成的產物并不具備任一物種的高選擇性。理論計算同樣驗證了這種聚集效應可以極大地提高順式烯二炔的進一步反應能壘。
朱俊發教授課題組除了致力于同步輻射方法及應用方面的研究以外，近年來在利用表面限域手段調控有機分子及聚合物的在表面的合成和機理研究方面也取得了一些進展，如利用烏爾曼反應在Cu(111)表面合成超苯分子（Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 4668；ACS Nano 2014, 8, 709）及利用Cu (110)-(2×1) O超柵格表面制備特定寬度的有機納米結構（ACS Nano 2016, 10, 3747）等。
圖.順式烯二炔型化合物的表面選擇性合成概略圖及STM結果
上述研究工作得到了國家重點基礎研究發展計劃(973)、國家自然科學基金和中國科學院合肥大科學中心基金等項目的資助。
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