机械研磨诱导电荷转移复合物的绿色合成及空气稳定有机自由基生成机制研究

【编辑推荐】本研究通过机械研磨法（mechanochemistry）无溶剂构建了萘二酰亚胺（NDI）衍生物与含硫有机分子的电荷转移复合物，利用固态紫外-可见-近红外漫反射光谱（UV-Vis-NIR）、电子顺磁共振（EPR）等技术证实机械力可高效促进分子间电荷转移，产生长寿命电荷分离态和空气稳定自由基，为功能材料的绿色合成提供新策略。

　　

Highlight

本研究展示了通过无溶剂机械研磨成功构建电荷转移复合物的创新方法。以电子性质可调的萘二酰亚胺（NDI）衍生物作为电子受体，含硫π共轭分子作为电子供体，由于受体LUMO与供体HOMO间能级差（ΔE）较小，机械研磨可有效诱导分子间电荷转移，形成具有显著颜色变化和空气稳定性的新型材料体系。

Experimental Section

N,N′-双(4-甲基苯基)-1,4,5,8-萘四甲酰亚胺（NDI-1）的合成

参照文献[12]方法：将1,4,5,8-萘四甲酸二酐（1.50 g, 5.59 mmol）与对甲苯胺（1.32 g, 12.30 mmol）在N,N-二甲基甲酰胺（DMF, 16 mL）中408 K加热过夜，冷却后析出NDI-1产物。

Results and Discussion

实验表明，相较于其他含硫芳香分子，NDI-1/2/3与四硫富瓦烯（TTF）研磨后颜色变化最显著（图1b）。固态UV-Vis-NIR谱在550-1300 nm出现新吸收带，推测源于电荷转移（CT）带与自由基特征的协同贡献。

Conclusions

该工作揭示了机械化学在调控电子转移过程中的独特优势，所获电荷转移材料具有优异的空气稳定性，为开发环境友好型功能材料开辟了新途径。

（注：翻译严格遵循生命科学领域术语规范，如"mechanochemistry"译作"机械化学"，"LUMO/HOMO"保留英文缩写并标注能级关系，关键实验方法使用中文全称+英文缩写格式）