近日，日本东京科学大学化学系助理教授土户义隆领导的研究团队，在功能化碳纳米环合成领域取得突破性进展。他们成功开发出一种具有六个溴取代基的[9]环对苯撑([9]CPP)平台分子，并以此为基础高效合成了具有显著圆偏振发光性能的π扩展手性纳米环。相关研究成果已在线发表于国际权威期刊《应用化学国际版》。

碳纳米环，尤其是环对苯撑(CPPs)，作为碳纳米管最短的切片结构，因其精确可调的电子特性而在下一代光电器件中潜力巨大。然而，由于环状结构固有的强张力，CPPs的合成本身已极具挑战，更难以在特定位置引入多功能基团，这严重限制了其性能开发与应用。该研究的核心创新在于，团队利用金介导的大环化策略，在温和条件下成功构建了具有高张力的[9]CPP骨架，并完整保留了六个关键的反应性溴位点。该平台分子从商用原料出发，仅经五步反应即以37%的总收率获得，且其在低温下因溴原子的重原子效应表现出磷光特性，展现了独特的分子骨架性质。

建立此溴化平台后，研究团队通过钯催化的交叉偶联反应，展示了其在多个位点进行功能化的卓越能力。他们通过六重环化反应，成功将平台分子转化为π扩展的手性纳米环。该衍生分子由三个二苯并[a,h]蒽单元构成扶手椅型结构，产生了四种阻转异构体，并可通过手性高效液相色谱进行分离。其中一对对映异构体表现出高效的圆偏振发光，其不对称因子|glum|达到0.100。该数值在已知的手性π共轭分子中位居前列，证明了后期π扩展策略能够创造出具有顶尖光学性能的纳米碳结构。

这项研究标志着在精确构建功能化碳纳米环材料方面迈出了关键一步。所开发的多溴化平台分子不仅可作为多点衍生化的反应平台，更是通往具有先进光学功能新型纳米环的网关。该成果极大地拓展了基于纳米环的材料设计空间，为开发分子电子器件、高效3D显示、安全光学通信激光器以及新型先进催化剂等奠定了坚实的材料基础。

出版详情：作者：Naoya Kinoshita 等人，标题：《一种精确溴代[9]环对苯撑作为后期多位点π共轭扩展合成手性纳米环的平台》，发表于：《应用化学国际版》 (2025)。期刊信息：《应用化学国际版》