日本名古屋大学的一个研究小组近日成功实现了一项高难度的化学反应，为有机LED、晶体管和太阳能电池技术所需的多环芳烃(PAH)合成奠定了基础。该技术以全新、更清洁且高效的方式合成了这些备受重视的复杂分子，这些分子因其独特的电子、光学和药用特性而具有广泛应用前景。研究发表在《自然通讯》杂志上。

理学研究生院的伊藤英夫表示：“这项技术使用的起始原料简单且丰富，如苯和甲苯等未经官能化的芳烃，价格低廉、来源广泛且结构简单。”通过直接形成碳碳(CC)键，将惰性化合物转化为复杂分子，该技术有望提高重要成分的合成效率并降低成本。

该研究进一步拓展了芳香环连接的研究领域。芳香环因其稳定性及可添加和融合侧基改变溶解度和反应性的特性，常被用于构建复杂分子。名古屋大学的研究团队成功将两个完整的芳香环连接在一起，创建了更为复杂的分子结构，为相关研究提供了新的思路。

伊藤英夫透露，这项技术的发现得益于团队的勇于尝试。他说：“许多研究人员尝试过这种反应，但在溶液中失败了。幸运的是，我的学生富山良文出于好奇，用球磨机、金属锂和氟苯尝试了这种反应，并惊讶地发现它有效。”

该反应被归类为“通过机械化学阴离子活化非功能化多环芳烃，进行C-C键形成芳香亲电取代(SN Ar)型Birch还原芳基化反应”。该技术涉及在不使用溶剂的情况下将材料研磨在一起，以产生高能量并促进电子转移、Birch型还原以及类似SN Ar的反应。

伊藤解释说：“锂被用作金属来还原芳香族多环芳烃，形成高活性分子。还原后的多环芳烃变成亲核试剂，与氟芳烃中的缺电子氟部分发生反应，导致氟被取代，在芳环之间形成新的CC键。”

通过连接芳香环，该技术可以形成双芳基化合物、有机电子材料以及染料和颜料，有望使这些成分的制备更加高效。

更多信息： Yoshifumi Toyama 等人，《通过机械化学阴离子活化多环芳烃化合物进行 Birch 还原芳基化》，《自然通讯》(2025 年)。期刊信息： 《自然通讯》