華東師范大學有機發光材料研究獲進展

　　近日，華東師范大學化學與分子工程學院、上海市分子治療與新藥開發工程研究中心劉路教授團隊在有機發光材料的設計與合成領域取得新進展。研究人員基于“綠色碳科學”的理念，聚焦新型高選擇性和原子經濟性反應，實現了模塊化合成高立體選擇性的新型聚集誘導發光 （AIE） 分子含硫四取代烯烴 （TVS）。該項研究成果對合成化學在有機小分子發光材料的開發具有重要意義。該成果發表于《自然—通訊》。

　　自從四芳基烯烴化合物聚集誘導發光（AIE）的特性被發現以后，該類材料已經廣泛應用于有機發光二極管、生物成像、化學傳感和輔助醫學治療領域，因此開發更多新型AIE功能材料以適用不同應用場景的需求，具有非常重要的應用價值和發展潛力。

　　在四取代烯烴上引入硫原子是開發新AIE分子的有效途徑，但受方法學限制，含硫多取代烯烴的合成往往會得到順／反異構體，這成為需要解決的關鍵科學問題之一。因此發展一種快速高效獲得高立體選擇性含硫多取代烯烴的合成方法對于推動有機小分子發光材料的發展具有非常重要的作用。

　　針對含硫多取代烯烴立體選擇性問題，研究人員利用重氮化合物和酰基硫酯設計了一種模塊化快速構建含硫四取代烯烴的方法，有效解決了順／反異構體的問題。通過交叉實驗和DFT計算，研究人員對反應機理進行了深入闡釋，證明五元環過渡態是實現立體選擇性控制的原因。

　　該方法可以通過“拼積木”的方式將含硫四取代烯烴的四個部分進行多樣性組合，成為合成此類分子的高效工具。通過該策略，課題組快速構建了超過60個TVS分子，測試表征發現含不同取代基的TVS具有不同的光物理性質。

　　據介紹，該方法在室溫條件下僅需5~10分鐘就可完成，具有條件溫和、反應速率快、收率高、原子經濟性、高立體選擇性以及低催化劑用量等優點。在克級規模反應中催化劑用量可降至0.02%，催化劑效率（TON）高達3650，有大規模生產的潛力。

　　溫和的反應條件讓該模塊化合成方法可以延伸至膽固醇、雌二醇、吲哚美辛、卡多曲等藥物相關分子的后修飾，將發光結構引入生物活性分子中有望進一步拓展AIE分子在化學生物學領域的應用。據悉，劉路課題組目前正與物理、生物等團隊合作，對TVS的光學性能、輔助醫藥治療以及合成生物學應用進行研究，工業化生產也在進一步開展中。

　　相關論文信息：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27167-x