近日，南京大学王新平团队发展了一种Lewis酸耦合电子转移策略(Lewis Acid Coupled Electron Transfer, LCET)用于合成稳定的分子间自由基离子对。通过强Lewis酸B(C6F5)3跟对二苯醌的配位，使电子从富电子给体迁移到了电子受体，分别形成阴阳自由基离子对。又利用形成的阴离子具有体积大并含有多氟原子而具有弱配位的性质，稳定了阳离子自由基，从而使阴阳自由基离子对稳定存在而不互相猝灭。本工作不仅提供了一种合成稳定的阴阳自由基离子对的方法，而且有助于理解Donor Acceptor分子材料的电子转移过程。
背景介绍：
自由基离子对作为有机反应、催化化学、光合作用能量转换和量子信息科学中的重要中间体，在基础研究中具有重要意义。可通过光解、热解和辐射分解过程实现电子给体（D）和电子受体（A）之间的单电子转移（SET）生成自由基离子对。然而，自由基离子对由于电子易从自由基阴离子转回至自由基阳离子被淬灭而不稳定。路易斯酸B(C6F5)3作为一种重要的电子受体在有机合成、氢化反应和活化反应等领域得到广泛的研究。在2013年，王新平团队发现单电子可从有机分子转移至B(C6F5)3而生成稳定的阳离子自由基。然而，生成的自由基阴离子[B(C6F5)3]•–被溶剂淬灭而不能稳定存在。2017-2018年，Stephan 和Erker等人研究发现[B(C6F5)3] •–可以与苯醌形成阴离子而稳定存在。近日，王新平团队发现通过B(C6F5)3诱导D-A-D分子可以形成分子内自由基离子对。
总结展望：
该工作利用Lewis酸与苯醌类偶联实现了电子从D转移至A的分子间电子转移，成功得到稳定的自由基离子对，表明Lewis酸偶合电子转移是制备稳定自由基离子对的有效方法。通过EPR、SQUID和理论计算证实了分子间存在反铁磁相互作用、SET过程和电子结构。此类物质的分离和结构表征将有助于深入了理解有机发光二极管(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)和有机太阳能电池(OSC)等光电领域D-A材料的电子转移过程。本工作已在CCS Chemistry“Just Published”在线发表，南京大学博士生孔闪闪和唐树轩博士为本文第一作者，王新平教授为通讯作者，该工作得到了国家自然科学基金委的资助。
文章详情：
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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