一、新奇環帶分子化學研究
中國科學院院士王梅祥作了題為《新奇環帶分子化學研究》的大會特邀報告。王梅祥指出,具有新奇分子的研究不僅激發合成化學家發展化學新反應,同時推動化學結構理論的發展,并催生功能分子材料。鋸齒型環帶芳烴是上世紀五十年代提出的假想分子,具有優美的結構,理論預測它們擁有優越的理化性能,在大環超分子化學和材料方面具有誘人的應用前景。它們還可作為“種子”生長結構均一的鋸齒型單壁碳納米管,突破碳納米管在高新技術領域的應用瓶頸。但是由于此類分子具有高張力和開殼層的電子結構等不穩定因素,幾十年來的合成努力未獲成功。王梅祥院士在長期從事新型大環與超分子化學研究的基礎上,利用人工合成的(雜)杯芳烴大環分子的預組織構象結構和“灣區”的選擇性反應,提出了“跨灣構橋”合成環帶分子的方法與策略。通過從簡單易得的大環分子出發,建立分子內和分子間高效的多重化學反應,成功合成了具有不同直徑的鋸齒型環帶烴分子,首次觀測到完全共軛的高張力環帶[8]芳烴分子的形成。進而豐富和完善了“跨灣構橋”策略,通過引入雜原子和5-、7-及8-元碳環和雜環單元等,構建了具有不同空腔形狀和官能團化、不同共軛程度和電性的環帶分子,闡明的環帶分子的結構與性能。最后王梅祥院士給大家展示了鋸齒型環帶分子在超分子化學中的應用,實現了對有機小分子、富勒烯和銫離子的高選擇性識別。鋸齒型環帶分子的合成突破和所呈現的理化性能,為“自下而上”精準合成與制備具有結構均一明確、物理與化學性能可調的新奇環帶碳分子和功能材料提供了新機遇,迎來新的研究熱潮。
二、走向精準合成的表面在位化學
中國科學院院士遲力峰做了題為《走向精準合成的表面在位化學》的大會特邀報告。遲力峰院士指出,化學反應的精準化是由諾貝爾化學獎得主野依良治在2009年首次提出:“未來化學的發展要求是對合成化學反應的精準性控制”,而表面在位化學(on-surface chemistry) 是近十年發展起來的新型精準化學合成方法。它通過激活前驅體分子在表面完成分子的活化、遷移以及偶聯,制備傳統合成法不易獲得的功能分子及聚合物。其優勢在于產物結構的精準調控可以通過前驅體分子結構設計、與襯底晶格的相互作用、分子預組裝、單分子操控等多種方法來實現。已經報道的代表性產物包括結構可調的石墨烯納米帶、聚合多烯、石墨炔納米線以及金屬有機雜化物等等。遲力峰團隊運用掃描隧道顯微鏡、非接觸式原子力顯微鏡、掃描隧道譜、單分子操控等方面的實驗手段,著重研究了功能性有機分子及聚合物的表面脫鹵自由基偶聯反應、脂肪烴的表面脫氫反應、以及開發產物的現場原位性質表征手段等。表面在位化學的發展為設計和拓展新型分子材料的原子級精準制備與性質表征提供了新思路和新途徑。
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