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非苯型的共軛分子骨架與相應(yīng)的苯類化合物相比具有不同的電子和結(jié)構(gòu)特征。因此，含五元環(huán)或七元環(huán)的共軛分子受到了越來越多的關(guān)注并被合成和研究。然而，這些含五元環(huán)或七元環(huán)的共軛分子大多是非平面構(gòu)型，對載流子傳輸不利，限制了其在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用。同時將五元環(huán)和七元環(huán)（形式上的薁單元）引入共軛分子，可以通過五元環(huán)和七元環(huán)之間的“互補(bǔ)效應(yīng)”，構(gòu)造出具有平面結(jié)構(gòu)的二維共軛材料。 

　　圖1. 兩個五元環(huán)和兩個七元環(huán)的新型二維共軛分子 

　　在基金委，科技部和科學(xué)院的大力支持下，有機(jī)固體實驗室的張德清研究員課題組最近成功開發(fā)了一類新型的非苯型二維有機(jī)共軛分子：含有兩個五元環(huán)和兩個七元環(huán)（薁單元）的二環(huán)庚三烯并玉紅省（DHR）。它可以看作是二苯并暈苯中的萘環(huán)被薁環(huán)取代的同分異構(gòu)體（圖1）。從簡單的原料開始，只需要兩步反應(yīng)就可以以76%的總產(chǎn)率高效合成目標(biāo)分子。該方法可以克級宏量制備目標(biāo)分子，并且不需要柱層析分離。單晶結(jié)構(gòu)表明該共軛分子幾乎完全平面，其中六元環(huán)具有較強(qiáng)芳香性，五元環(huán)具有弱的芳香性，而七元環(huán)具有弱的反芳香性。該分子的薄膜和晶體表現(xiàn)出p-型半導(dǎo)體性能，其空穴遷移率達(dá)到0.082 cm2v-1s-1。另外，該分子還具有反常的反-Kasha吸收和發(fā)射，在多波長發(fā)光材料的調(diào)制方面具有潛在的應(yīng)用前景。研究成果發(fā)表于近期出版的德國應(yīng)用化學(xué)( Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59 (9), 3529-3533) 上, 通訊作者是張德清研究員，第一作者是張西沙博士和博士生黃雁鷹。