Nature Chem：之字形碳纳米管化学合成

纳米技术

2021-01-26

在结构精确控制的条件中合成碳纳米管一直是材料科学领域所追求的，在CNT材料中芳环分子的分段结构，即碳纳米带CNB（carbon nanobelts）在CNT生长过程中作为模板受到一定关注。在三种不同结构CNB中（扶手椅、手性、之字形），之字形CNB是合成难度最高的一种。有鉴于此，名古屋大学Kenichiro Itami、Yasutomo Segawa等报道了对之字形CNB的合成、分离、结构表征。

本文要点：

（1）

合成该结构的过程包括迭代的Diels-Alder反应、氧桥结构还原芳基化。通过X射线表征分析其能带结构，通过光谱学表征方法发现其宽能带、蓝色荧光。

（2）

合成步骤。以4,5,9,10四溴-2,7-双叔丁基芘（3）作为起始反应物，首先和呋喃反应，通过对4,5位点的溴消除形成苯炔，进行反-Diels-Alder加成，得到分子4，随后和n-BuLi反应，通过Rh催化脱氧化芳基化得到5分子。随后再通过和呋喃反应，得到6分子。随后6和3分子产生的苯炔通过逆Diels-Alder反应生成7。随后通过7分子的二聚反应构建了1分子。

参考文献

Cheung, K.Y., Watanabe, K., Segawa, Y. et al. Synthesis of a zigzag carbon nanobelt. Nat. Chem. (2021).

DOI: 10.1038/s41557-020-00627-5

https://www.nature.com/articles/s41557-020-00627-5