近日，夏海平教授/林玉妹副教授等在“碳龙化学”的结构创新和性能拓展等方面取得新进展：首次合成了吸收光谱达到NIR-II（近红外二区）的 “碳龙配合物”。相关成果以“Condensed Osmaquinolines with NIR-II Absorption Synthesized by Aryl C-H Annulation and Aromatization”为题在线发表于Angew. Chem., Int. Ed. 2022, DOI:10.1002/anie.202211734。
金属杂芳香化合物作为一类特殊金属有机化合物，可以通过过渡金属的d轨道和主族原子的p轨道形成dπ-pπ共轭，在功能分子的合成中具有重要应用潜力。本工作将金属杂芳香骨架和高反应活性的苯并异噁唑相结合，发展了一种独特Os/Ag双金属协同活化策略，即AgBF4活化2,1-苯并异噁唑苯环上的Csp2-Csp2键；Os原子通过金属-碳键活化Csp3，并与氮原子配位导向Csp3-H/Csp2-H的偶联，成功地合成了首例金属杂喹啉稠环化合物(Figure 1)。理论计算表明，金属-氮杂芳香环形成的dπ-pπ共轭结构可以有效地降低分子的HOMO-LUMO能隙，促进吸收光谱红移，使金属杂芳香物种的吸收光谱首次拓展至近红外二区。光热性质研究表明，在波长1060 nm的激光照射下，该类金属杂喹啉稠环化合物在溶液状态下具有明显的升温效果和良好的光热稳定性。
碳龙配合物因过渡金属的d轨道参与了π共轭而性能独特。课题组先前发展了以金属杂芳环骨架为基础的Os/Cu双金属策略，成功地实现了碳龙配合物的均相催化(J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 5, 2301–2310)。在此基础上，本文进一步提出了Os/Ag双金属协同活化策略用于NIR-II光热分子的设计合成，再次展示了双金属协同策略的应用潜力，也展示了碳龙这一新结构基元的潜在价值。
该工作是在夏海平教授和林玉妹副教授的共同指导下完成的。我院2017级博士生崔飞虎为论文第一作者，研究生李茜、高乐涵、阮凯东、马可欣、陈思远、费家维和南方科技大学研究助理教授路正宇参与了该工作。该研究工作得到国家自然科学基金(22071206、92156021、21931002)、福建省自然科学基金（2020J01025）、深圳市科技创新委员会基金(JCYJ20200109140812302)和广东省催化重点实验室基金(2020B121201002)支持。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202211734
