维尔茨堡大学 Maik Finze & Todd B. Marder 教授团队综述:归纳稠合 borole 的合成方法及其应用

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芳环或杂芳环稠合的 borole 是一类具有硼原子的五元二烯环化合物。从其骨架来看,稠合 borole 可以被看作是硼掺杂的多环反芳香烃,因而引起了极大的兴趣。由于三配位硼原子空的 p轨道,borole 的反芳香性以及五元环的张力,导致了稠合 borole 具有极强的接受电子的能力和路易斯酸性。通过官能团化稠合 borole,它们的性质可以被精准调控以获得不同的应用。


芳环或者杂芳环稠合 borole


在该篇综述中,德国维尔茨堡大学 Maik Finze 教授和 Todd B. Marder 教授团队从总结归纳稠合 borole 的合成方法开始,到深入探讨其广泛的应用。该论文主要分为 10 个小部分:

  1. 合成方法➩ 系统总结归纳了早期及最近发展的稠合 borole 合成策略。
  2. 稳定性➩ 对不同位阻保护基团的 9-硼芴稳定性影响进行系统性比较.
  3. 全氟代的 9-硼芴➩ 作为路易斯酸的应用,也可与双环戊二烯基二甲基锆形成离子对并作为聚合反应的引发剂,还可以应用于氢气分子的活化以及其它相应的应用。
  4. 给体-受体的 9-硼芴➩ 作为氟离子的“开启”传感器的应用, 作为电子受体潜在的应用于有机(光)电子,双极传输材料,热活化延迟荧光材料中,以及系统讨论了 9-硼芴不同的官能化策略。
  5. 杂环稠合 borole➩ 增强的反芳香性,独特的配位模式以及其它的有趣性质。
  6. 具有分子内配位键的 9-硼芴➩ 键裂诱导的分子内电荷转移 (BICT), BICT-诱导的极大的斯托克斯位移和双重发射,以及在比例传感器中的应用。
  7. 9-硼芴作为主骨架的高分子化合物➩ 9-硼芴在高分子化学里的应用以及其带来的独特性质,例如:作为气态氨气的传感器。
  8. 电化学➩ 以不同官能团化的稠合 borole 的电化学性质作为参数来比较其接受电子的能力。
  9. 化学还原芳环稠合 borole➩ 稳定的自由基离子,双阴离子及其相应的性质。
  10. 三配位的 9-硼芴阳离子➩ 已报道的 9-硼芴阳离子及其有趣的性质, 例如:在四氢呋喃溶液中,9-硼芴阳离子的热力学可逆的颜色变化。

该综述从基本的稠合 borole 合成策略和其稳定性出发,然后深入讨论了官能团化后的应用,其中包括作为路易斯酸,活化氢气分子,荧光材料,电子受体,等等。最后,Maik Finze 教授 Todd B. Marder 教授团队还对该领域的未来发展及研究方向提供了自己的见解。


论文信息

  • (Hetero)arene-fused boroles: a broad spectrum of applications
    Jiang He, Florian Rauch, Maik Finze*(维尔茨堡大学) and Todd B. Marder*(维尔茨堡大学)
    Chem. Sci., 2021, Advance Article
    http://dx.doi.org/10.1039/D0SC05676F



作者简介

何江


本科就读于齐齐哈尔大学制药工程专业。在此之后,他在厦门大学郑啸副教授与黄培强教授的指导下获得硕士学位。从 2014 到 2016, 他作为研究助理加入南方科技大学陆为副教授课题组。从 2016 年开始,他加入了德国维尔茨堡大学,无机化学研究所的 Maik Finze 教授与 Todd B. Marder 教授课题组。他刚完成了博士论文答辩。他博士阶段主要研究方向是三芳香硼化合物以及苯基吡啶基稠合 borole。

Florian Rauch


在德国维尔茨堡大学获得的化学本科学位。在此之后,他留在该校的无机化学研究所,在 Todd B. Marder 教授的指导下完成了硕士阶段的学习。紧接着,他继续留在 Todd B. Marder 教授的课题组里并于 2020 年获得博士学位。他博士阶段的主要研究方向是基于邻三氟甲基化芳基的新型硼材料及其在热活化延迟荧光中的应用及其对9-硼芴的影响。目前,他继续留在 Todd B. Marder 教授课题组从事博士后研究.

Maik Finze


在汉诺威大学和斯坦福大学开始的化学学习。他在杜伊斯堡-埃森大学和伍珀塔尔大学与 H. Willner 教授一起从事化学研究,并于 2004 年从汉诺威大学获得博士学位。从 2004 年开始,他在杜塞尔多夫大学开始了自己的独立研究。在 2011 年,他签约了维尔茨堡大学的教授。现在,他是无机化学系系主任兼可持续化学&硼催化(ICB)研究所所长。他的研究兴趣主要包括硼化学,氟化学以及电化学应用材料。

Todd Marder


分别在麻省理工大学与加利福尼亚大学洛杉矶分校(University of California Reg{attr}3151{/attr}s Intern Fellow)获得本科学位和博士学位。在英国布里斯托大学从事博士后研究后,他作为客座科学家在杜邦中央研究中心从事研究。在 1985 年,他加入了加拿大滑铁卢大学并于 1997 年作为系主任加入英国杜伦大学。在 2012 年作为系主任加入德国维尔茨堡大学无机化学系。他先后获得了加拿大皇家卢瑟福化学纪念奖章,主族元素化学和有机金属化学的 RSC 奖,JSPS 邀请奖学金,洪堡研究奖以及皇家学会 Wolfson 研究优异奖。他当选为巴伐利亚科学院院士,美国科学促进协会(AAAS)院士和欧洲科学院院士(EurASc)院士,并获得法国雷恩第一大学的荣誉博士学位。他曾在英国,法国,香港,中国,日本,印度和澳大利亚担任过访问/荣誉/杰出教授,并在 10 个期刊的编辑/顾问委员会任职。他的研究兴趣包括合成,结构,键合,反应性,均相催化,发光,非线性光学,生物成像,液晶和晶体工程。



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