一个月集齐化学三大刊！这个课题组JACS/Angew/AM齐发！

摘要：近期，来自西北大学的某课题组，科研成果先后在化学传统三大权威期刊JACS、Angew、AM接受并在线发表。该课题组组建于2016年，现有教师三名：韩英锋教授、孙丽英副教授（2022年9月入职）、白莎副教授（2023年12月份入职）。

导读

近期，来自西北大学的某课题组，科研成果先后在化学传统三大权威期刊JACS、Angew、AM接受并在线发表。该课题组组建于2016年，现有教师三名：韩英锋教授、孙丽英副教授（2022年9月入职）、白莎副教授（2023年12月份入职）。

JACS、Angew、AM是被化学材料人士公认的三大经典权威期刊。据不完全统计，该课题组2018年以来，以西北大学为通讯单位发表在JACS/Angew/AM上的论文已达20余篇，国内权威期刊NSR/CCS Chem/SCC约20篇。值得一提的是，该课题组受邀发表的综述涵盖化学类所有三大传统顶尖综述类杂志Chem. Rev.、Acc. Chem. Res.、Chem. Soc. Rev.以及Coord. Chem. Rev.等。韩英锋教授以第一完成人身份先后获得省自然科学奖一等奖、省高等学校科学技术研究优秀成果特等奖等。负责筹建并获西安市功能超分子结构与材料重点实验室（主任）、省学科引智基地（省引进国外智力示范单位）等。

西北大学韩英锋团队在前期稳定碳自由基的合成及性能研究的基础上（J. Am. Chem. Soc.2021, 143, 14428; Nat. Commun. 2022, 13, 5367; Sci China Chem.2024, 67, 2679–2685; Org. Chem. Front.2024, 11, 1076–1083），通过键合经典的非交替烃薁和氮杂环卡宾成功制备了系列高稳定且发光性质可调的碳自由基。DFT计算表明当氮杂环卡宾连接在薁环的6号位时，其单电子自旋主要分布在薁的五元环上，具有环戊二烯自由基的特征；而当氮杂环卡宾连接在薁环的2号位时，单电子自旋则主要分布在薁的七元环上，表现出环庚三烯自由基的特性。此外，氮杂环卡宾与薁环的连接方式对自由基的电子特性和发光性能具有显著的影响。研究结果不仅在基础科学研究中具有重要意义，也为稳定和调节碳自由基的光电性能提供了新的策略，为实现碳自由基在功能材料中的实际应用奠定了基础。

文献详情：

Isomeric Azulene-Based Carbon-Centered Radicals Derived from N-Heterocyclic Carbenes

Xin Li,Zhao-Wang Gao,Can Chen, Xu-Ning Wang, and Ying-Feng Han*

J.Am. Chem. Soc. 2025

近日，西北大学韩英锋团队在前期发光碳自由基的合成及性能研究的基础上（Nat. Commun.2022, 13, 5367; Sci China Chem.2024, 67, 2679−2685; J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 6367−6372），通过调节发射态进一步实现了对自由基辐射和非辐射跃迁速率的有效控制，进而获得系列高效的绿光碳自由基。实验结果表明，自由基1b‒5b呈现出anti-Kasha发射现象，具有蓝色和绿色的荧光发射，其发射态主要来自D0至Dβ1的激发（图2）。进一步研究发现，具有电荷转移特性的1b和2b的Φ值分别为5.2%和8.4%。通过在1b和2b中引入供体单元—二苯胺及其衍生物等供体单元，成功构建了3b‒5b的杂化局域-电荷转移激发态；3b‒5b在各自发射峰（528 nm、536 nm和534 nm）处的Φ值显著提升，分别达到50.7%、54.2%和70.1%（图3）。此外，自由基1b‒5b表现出纳秒级的荧光寿命（3.49‒5.92 ns）。值得注意的是，与现有文献报道的所有绿光碳中心自由基相比，自由基5b展现出最高的Φ值。理论计算结果表明，自由基中心与联苯（Bp）或9,9-二甲基芴（Df）单元之间的强电子相互作用导致1b和2b具有较大的非辐射速率常数（knr）。然而，供体单元的引入不仅减弱了自由基中心与Bp或Df单元之间的电子相互作用，从而降低了knr，还促进了从供体单元到离域自由基单元的电子转移过程，形成了具有较大辐射跃迁速率常数（kr）的发射态。此外，与3b和4b相比，5b表现出更大的振子强度（ƒ）和更小的激发态结构弛豫，这导致更低的knr和更高的Φ。同时，5b的热稳定性和光稳定性分别达到217°C和1.04 × 105 s，均优于1b‒4b。基于这些优异特性，自由基5b被选为有机电致发光材料，在现有实验条件下其外量子效率达到8.8%。

文献详情：

Achieving a Record Photoluminescence Quantum Yield in Green Light-Emitting Carbon-Centered Radicals with Nanosecond Emission Lifetimes

Man Li, Xin Li, Ying-Feng Han

Adv. Mater. 2025

有机金属超分子组装体因多样的结构和丰富的性质，在催化、药物递送、分子识别和分离等方面有着广泛的应用。配位驱动的自组装是构建有机金属超分子结构的经典方法。大多数有机金属超分子组装体是由过渡金属离子和具有N-、O-、S-或P-供体基团的Werner型配体构成。近年来，以C-供体基团为特征的多齿氮杂环卡宾配体也被用于有机金属超分子组装体的构筑，通常按照配位定向合成的策略。利用这种策略，多齿配体的几何限制和供体基团的空间取向可以塑造具有较高对称性的有机金属超分子结构。已有文献证实双齿配体键角的微小变化或者配体的柔韧性对组装体结构具有重要影响，比如Fujita等人报道了联吡啶配体L与金属离子Pd2+配位组装成MnL2n型多面体，其中n = 3、6、12、24、和60。

近日，西北大学化学与材料科学学院韩英锋课题组与F. Ekkehardt Hahn教授合作，在前期金属卡宾化学的研究基础上(Chem. Rev. 2018, 118, 9587–9641; Angew. Chem. Int. Ed.2020, 59, 10073−10080; 2024, e202409664)，设计合成一系列以9,10-取代蒽为中心连接基团的四齿氮杂环卡宾配体，研究了通过空间位阻效应调控二（苯基咪唑鎓盐）胺上的Cphenyl–N–Cphenyl平面和蒽平面的旋转度，可控地得到离散型的具有不同形状的M4L2-，M6L3-和 M8L4-型金属氮杂环卡宾框架化合物。