四川大学黄艳教授团队Angew：一种能以非共价方式实现自由基增强ISC、并实现高效光聚合的分子NPA6
稳定的有机自由基由于其独特的电子开壳结构，在电致发光、自旋电子学、磁学等多个领域中展现出广泛的应用潜力。利用自旋-自旋交换作用，自由基的未配对电子能够促进发色团的系间窜跃（ISC），这一现象被称为自由基增强的ISC。高效的ISC对于高性能光催化剂、光动力治疗（PDT）以及三重态-三重态上转换（TTA-UC）等应用至关重要。目前还没有简单地将稳定自由基与发色团在溶液中混合增强ISC效率的报道。为了达到这一目的，现有研究主要是将三苯甲基等稳定自由基与苝二酰亚胺等发色团通过化学键连接，并且深入探讨不同连接位置、连接距离、连接方式等对ISC的影响，应用相对较少。近日，四川大学黄艳教授课题组将庚酰胺连接至N,N-二苯基萘-1-胺（NPA）上，获得了化合物NPA6（图1）。NPA6在保留了NPA的磷光特性的同时，展现了独特的光生自由基能力（图2）：该化合物在光照下可将电子转移给受体（如氯仿）产生三苯胺阳离子自由基，其可进一步吸附中性分子产生含自由基的超分子聚集体。77K下的稳态光谱、延迟光谱及其相应的激发光谱（图3）表明含自由基聚集体的样品（sample II）发光中包含中性分子的荧光、磷光和自由基分子的发光，且中性分子的磷光强度总是高于不含自由基的样品（sample I），表明该体系实现了非键合的自由基增强ISC。无重金属的纯有机光聚合在光刻、生物等领域展现出重要应用价值。有机光敏剂在决定光聚合的条件和效率方面扮演着核心角色，要求其具备长寿命的三线态以及高效的ISC。以NPA6作为光敏剂实现了空气条件下的低载量（100ppm）、短时间（120s）、可见光（410nm）下的高效光聚合（~ 100%转化）（图4）。作为纯有机室温磷光化合物，NPA6适用于限制金属离子的领域。在光刻技术中，NPA6不仅可作为高效光固化的光敏剂，还能同时作为原位缺陷指示剂，提高光刻图案的分辨率和对比度，从而促进更可靠便捷的检测。图4.NPA6用作光敏剂的光聚合转化、聚合物余辉及光刻图案相关研究成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition上，四川大学化学学院黄艳教授为该论文通讯作者，硕士研究生王可馨和博士研究生刘传浩、何雨岭为论文的共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金的经费支持，同时感谢重庆沃肯新材料科技股份有限公司在经费及光刻应用方面给予的帮助和支持。https://doi.org/10.1002/anie.202509520声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！