Angew. Chem. ：硼氧杂[4]三角烯的合成及二维有序组装

纳米石墨烯（Nanographenes）因其在光电材料、生物成像、能量转换等领域潜在的应用价值而被认为是新一代半导体材料。通过“自下而上”的策略精准合成纳米石墨烯分子，可以精确调控其光电性能，因此广受人们关注。三角烯（Triangulenes）是一类三角形的纳米石墨烯分子，其独特的锯齿型边缘结构赋予了其开窍层特征，在光电器件与自旋电子器件中有着重要的研究价值。然而，自由基固有的高反应活性使得通过经典的溶液合成方法制备三角烯存在极大的挑战。近年来，人们尝试在三角烯骨架中引入sp²杂化的主族元素，得到的杂三角烯不仅具有良好的空气稳定性，而且作为一类新材料体系，在超分子化学、二维材料和光电器件等领域展现出广阔的应用前景。尽管关于[3]杂三角烯的研究已经取得了很多进展，但是具有更大π平面的更高阶杂三角烯（如[4]杂三角烯）却鲜有报道。

近日，南开大学王小野课题组联合上海大学孙强教授及德国马普高分子所Klaus Müllen教授团队合成了空气稳定的硼氧杂[4]三角烯，并实现了在金属表面形貌可调的二维有序组装，显著区别于无序的全碳[4]三角烯。此外，通过基底的调控能够实现多孔组装与致密堆积组装两种长程有序的结构，明显优于已报道的纳米石墨烯二维组装结构，为纳米石墨烯分子阵列化及其在未来纳电子器件等领域的应用提供了新的思路。

硼氧杂[4]三角烯的合成具有路线短、收率高等优点，并且分子结构通过了X-射线单晶衍射的证实。此外，两个化合物均具有极好的空气稳定性与热稳定性，固体样品可以放置一年而不变质，其热分解温度均在400 ℃以上。

分子1a在Ag(111)与Cu(111)表面的组装结构高度有序，而在Au(111)表面则展现出两种有序度略低的组装形貌。研究表明分子间C–H···O氢键作用和分子–基底的相互作用共同促使了不同类型组装体的形成。MST分析结果表明组装体在Ag(111)和Au(111)表面phase II中的晶格类型为三角晶格（triangular），而在Cu(111)和Au(111)表面phase I中的晶格类型则为蜂窝状晶格（honeycomb）。

综上所述，本工作报道了新型硼氧杂[4]三角烯的合成，极大拓展了杂三角烯化学的分子体系，其高度有序、形貌可调的二维组装结构有望在光电器件和纳电子器件等领域发挥重要的应用价值。

论文信息

Heteroatom-Edged [4]Triangulene: Facile Synthesis and Two-Dimensional On-Surface Self-Assemblies

Cheng Chen,† Jiayi Lu,† Yang Lv, Yuyi Yan, Qiang Sun,* Akimitsu Narita, Klaus Müllen,* and Xiao-Ye Wang*

文章的第一作者为南开大学博士研究生陈程，共同第一作者为上海大学博士研究生陆佳宜；通讯作者是上海大学孙强教授、德国马普高分子所Klaus Müllen教授及南开大学王小野研究员。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202212594

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