近来，世界重要化学期刊《德国使用化学》以“A Highly Strained All-Phenylene Siamese-Twin Bismacrocycle”为题宣布了我国科学技术大学杜平武教授课题组关于曲折碳纳米管片段连体双环的最新研讨效果（, DOI:10.1002/anie.202104669）。该作业初次构建了依据碳纳米管单层对苯撑片段的曲折连体双环，研讨了其一起的光物理性质，并使用富勒烯作为客体分子组装了超分子异质结。

  碳纳米管因为其杰出的机械、电学以及光学性质而受到了广泛重视。现在，选择性组成结构单一的碳纳米管或许碳纳米管片段成依然是纳米碳资料和组成化学范畴面对的严重应战。依据组成化学的自下而上组成战略，经过从环对苯撑碳纳米环渐渐增长成碳纳米管或许一起的拓扑结构分子，在操控小分子碳资料的性质和使用方面有具有极端严重意义。近几年，杜平武课题组致力于自下而上法制备大共轭曲折碳纳米管片段，使用STM观测到嵌入大共轭片段的扶手椅型[18,18]碳纳米管片段的分子描摹（Chem. Commun.2016,52, 7164-7167.图1a）；开展铂合作物模板法组满足六苯并蔻基[12,12]碳纳米管片段（Angew. Chem. Int. Ed.2017,56, 158-162.图1b）；提出封端“帽子”的办法成功组成了以六苯并蔻为封端“帽子”的锯齿型[12,0]碳纳米管曲折共轭片段（Angew. Chem. Int. Ed.2018,57, 9330-9335. 图1c）；以及使用镍催化聚合反应组成了碳纳米管的聚合物片段，研讨了其电子搬迁性质（J. Am. Chem. Soc.,2019, 141, 48, 18938-18943）。

  在刚宣布的作业中，该课题组经过准确规划苯撑上的官能团，组成了一种共轭的高张力曲折连体双纳米环结构(SCPP[10])，其间两个依据对苯撑的纳米环共价地连接在中心的歪曲苯环上。经过扫描隧道显微镜在原子标准上确认了双纳米环的连体结构，是一个相似“8”字形的三维共轭分子。经过紫外可见吸收光谱、荧光光谱并结合理论核算研讨了其物理性质。依据效果得出，与单个环对苯撑比较，SCPP[10]的紫外和荧光光谱发生了显着红移，发光由蓝色变成了黄色，表现出一起的非平面π延伸共轭增强现象；SCPP[10]具有高达110.59 kcal/mol的张力能和46.07°的最大二面角，坐落中心的苯环具有10.05°的歪曲角。这些新颖的物理性质的发生归因于其一起的三维共轭全苯撑双环结构。双纳米环空间和适宜的标准为SCPP[10]供给了一起的超分子主体性质。以富勒烯衍生物[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯(PCBM)为客体分子与SCPP[10]结合，可构成一个花生状1:2主客体复合物。依据紫外滴定，核算得出结合常数K1= (7.46 ± 0.33) × 105M-1和K2= (5.85 ± 0.25) × 104M-1，经过Job’s曲线的络合比联系。

  图2.(a)全苯撑连体双环结构(SCPP[10]); (b)理论核算模型；(c)外表STM“8”字形结构；(d)吸收和荧光光谱；(e)在室温条件365nm紫外灯下的荧光发光图。

  该效果完成了首个完全由sp2杂化的全苯撑双纳米环的组成，这种连体双环以一个歪曲的苯为中心，展示了一起的光物理性质。此外，SCPP[10]作为一种新式的富碳化合物，能够用作超分子主体来捕获两个PCBM分子，构成依据双环的花生状1:2主客体复合物。该分子在光电资料和超分子资料等方面具有潜在的使用价值。

  我国科学技术大学化学与资料科学学院资料系研讨生张新宇、化学物理系施宏博士和浙江工业大学庄桂林博士为论文一起榜首作者。杜平武教授为论文的通讯作者。该项研讨得到了国家自然科学基金委（21971229，51772285，U1932214）、科技部严重研讨方案（2017YFA0402800）、动力资料化学前沿协同立异中心、合肥微标准物质科学国家研讨中心的赞助。

  （化学与资料科学学院，合肥微标准物质科学国家研讨中心，中科院能量转化要点实验室，动力资料化学协同立异中心、科研部）