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近日，華東理工大學化學與分子工程學院劉培念教授、李登遠副教授課題組在表面合成領域取得重要進展，相關研究成果以《基于逆-[2+1]環加成反應的三軸烯到累積三烯的二維晶體轉化》為題，發表于《美國化學會志》。
二維晶體到晶體的轉化是一種重要的分子晶體制備方法，可以通過不同的化學反應實現從一種晶體直接向其他晶體材料的轉化，在晶體工程領域展現出獨特的優勢。晶體到晶體的轉化是一種復雜的動態過程，涉及共價鍵的斷裂和形成，各種瞬態中間體中分子的幾何形狀、構型和構象，以及各種晶體微結構的變化。因此，在固體基底表面實現高化學選擇性和高立體選擇性的二維晶體到晶體的轉化仍然是一個巨大的挑戰。
課題組成員通過異腈的表面[1+1+1]環加成反應，原位制備出一種二維三軸烯晶體，并發展了高化學選擇性和立體選擇性保持的逆-[2+1]環加成反應，實現了從異腈向三軸烯到累積三烯二維晶體的定向轉化。通過掃描隧道顯微鏡和非接觸原子力顯微鏡直接觀察到了多種二維晶體轉變過程中的關鍵反應中間體，并結合理論計算闡明了逆-[2+1]環加成反應涉及三元碳環的開環、次序性的脫氯/氫鈍化和脫異腈的過程，并且發現三軸烯到累積三烯二維晶體轉化是一種逐步外延生長機制。
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