近日，南京大學王新平團隊發展了一種Lewis酸耦合電子轉移策略(Lewis Acid Coupled Electron Transfer, LCET)用于合成穩定的分子間自由基離子對。通過強Lewis酸B(C6F5)3跟對二苯醌的配位，使電子從富電子給體遷移到了電子受體，分別形成陰陽自由基離子對。又利用形成的陰離子具有體積大并含有多氟原子而具有弱配位的性質，穩定了陽離子自由基，從而使陰陽自由基離子對穩定存在而不互相猝滅。本工作不僅提供了一種合成穩定的陰陽自由基離子對的方法，而且有助于理解Donor Acceptor分子材料的電子轉移過程。
背景介紹：
自由基離子對作為有機反應、催化化學、光合作用能量轉換和量子信息科學中的重要中間體，在基礎研究中具有重要意義。可通過光解、熱解和輻射分解過程實現電子給體（D）和電子受體（A）之間的單電子轉移（SET）生成自由基離子對。然而，自由基離子對由于電子易從自由基陰離子轉回至自由基陽離子被淬滅而不穩定。路易斯酸B(C6F5)3作為一種重要的電子受體在有機合成、氫化反應和活化反應等領域得到廣泛的研究。在2013年，王新平團隊發現單電子可從有機分子轉移至B(C6F5)3而生成穩定的陽離子自由基。然而，生成的自由基陰離子[B(C6F5)3]?–被溶劑淬滅而不能穩定存在。2017-2018年，Stephan 和Erker等人研究發現[B(C6F5)3] ?–可以與苯醌形成陰離子而穩定存在。近日，王新平團隊發現通過B(C6F5)3誘導D-A-D分子可以形成分子內自由基離子對。
總結展望：
該工作利用Lewis酸與苯醌類偶聯實現了電子從D轉移至A的分子間電子轉移，成功得到穩定的自由基離子對，表明Lewis酸偶合電子轉移是制備穩定自由基離子對的有效方法。通過EPR、SQUID和理論計算證實了分子間存在反鐵磁相互作用、SET過程和電子結構。此類物質的分離和結構表征將有助于深入了理解有機發光二極管(OLED)、有機場效應晶體管(OFET)和有機太陽能電池(OSC)等光電領域D-A材料的電子轉移過程。本工作已在CCS Chemistry“Just Published”在線發表，南京大學博士生孔閃閃和唐樹軒博士為本文第一作者，王新平教授為通訊作者，該工作得到了國家自然科學基金委的資助。
文章詳情：
Stable Radical Ion Pairs Induced by Single Electron Transfer: Frustrated Versus Nonfrustrated
Shanshan Kong?, Shuxuan Tang?, Tao Wang, Yu Zhao, Quanchun Sun, Yue Zhao and Xinping Wang*
Cite this by DOI：10.31635/ccschem.022.202202306
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