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近日，華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院劉培念教授、李登遠(yuǎn)副教授課題組在表面合成領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以《基于逆-[2+1]環(huán)加成反應(yīng)的三軸烯到累積三烯的二維晶體轉(zhuǎn)化》為題，發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》。

二維晶體到晶體的轉(zhuǎn)化是一種重要的分子晶體制備方法，可以通過(guò)不同的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)從一種晶體直接向其他晶體材料的轉(zhuǎn)化，在晶體工程領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。晶體到晶體的轉(zhuǎn)化是一種復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程，涉及共價(jià)鍵的斷裂和形成，各種瞬態(tài)中間體中分子的幾何形狀、構(gòu)型和構(gòu)象，以及各種晶體微結(jié)構(gòu)的變化。因此，在固體基底表面實(shí)現(xiàn)高化學(xué)選擇性和高立體選擇性的二維晶體到晶體的轉(zhuǎn)化仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

課題組成員通過(guò)異腈的表面[1+1+1]環(huán)加成反應(yīng)，原位制備出一種二維三軸烯晶體，并發(fā)展了高化學(xué)選擇性和立體選擇性保持的逆-[2+1]環(huán)加成反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了從異腈向三軸烯到累積三烯二維晶體的定向轉(zhuǎn)化。通過(guò)掃描隧道顯微鏡和非接觸原子力顯微鏡直接觀察到了多種二維晶體轉(zhuǎn)變過(guò)程中的關(guān)鍵反應(yīng)中間體，并結(jié)合理論計(jì)算闡明了逆-[2+1]環(huán)加成反應(yīng)涉及三元碳環(huán)的開環(huán)、次序性的脫氯/氫鈍化和脫異腈的過(guò)程，并且發(fā)現(xiàn)三軸烯到累積三烯二維晶體轉(zhuǎn)化是一種逐步外延生長(zhǎng)機(jī)制。

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