日本国立研究开发法人理化学研究所（简称理研）开拓研究所的伊丹健一郎主任研究员与名古屋大学研究生院理学研究科的伊藤英人副教授等人组成的联合研究团队，成功开发出了一种能够以较短的合成步骤从多环芳香烃（PAH）合成多样且结构复杂纳米石墨烯的新方法。相关成果已发表在《Angewandte Chemie International Edition》的网络版上。
图1 研究概要（created by Dr. Issey Takahashi）
联合研究团队确立了一种将多种结构的萘骨架借助钯催化剂直接连接至未修饰的PAH上后，再进行氧化闭环的两步缩环π扩展（两步APEX）法。既往的APEX法中，可利用的π扩展剂有限，限制了可合成的纳米石墨烯结构的多样性。
新方法即使是空间位阻较大的芳香环部位也能够引入，成功合成了由8至10个环稠合而成的平面型和弯曲型纳米石墨烯。尤其是五元环、六元环、七元环连续稠合的纳米石墨烯，通过单晶X射线结构分析确认其具有大幅偏离平面的弯曲结构，分子内两个部分平面之间呈现34.8度的倾斜，表现出负曲率。在晶体内部，分子依次旋转180°呈柱状堆叠，分子之间形成了微弱的π‑π相互作用。该弯曲型纳米石墨烯在440～570纳米范围内表现出宽吸收带，并呈现出以576纳米为峰值的橙色发光。
本次研究大幅拓展了传统方法难以实现的纳米石墨烯结构空间，为探索由结构决定的各类全新光电功能提供了新的合成基础。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Angewandte Chemie International Edition
论文：Diversity-Oriented Two-step Annulative π-Extension Enables Access to Structurally Complex Nanographenes
DOI：doi.org/10.1002/anie.2205198
