【科普】碳龙化学 Carbolong Chemistry| 具有中国标签的化学 / 四六文摘

定义

碳龙化学(Carbolong Chemistry)的定义为：一条平面共轭碳链通过至少三个碳-金属σ键螯合一个过渡金属的化学（Carbolong Chemistry，其中“long”取自于“龙”的汉语拼音）

代表结构

起源

2013年，夏海平教授团队报道了第一个碳龙化合物 M+7C的合成。

金属化合物1在室温条件与丙炔酸甲酯搅拌5分钟，即可高产率地获得M+7C化合物2a。同样的，Osmapentalynes 2b和2c化合物也在相同的条件下制备得到，可以看到丙炔酸酯取代基的微小改变，对产率有着明显的影响。虽然在一个五元环内存在的金属-碳三键结构，该类化合物的热力学稳定性非常好。

M+7C化合物2a的X-射线单晶衍射表征如下，可以看到OsC1之间为三键，观察到迄今为止最小的炔碳键角为129.5 °，金属Os在桥头位置，并且稠合的两个五元环(5MRs)几乎共平面，5MRs的C-C键长与苯环的(1.396 Å)相当，该结构的金属环戊炔结构可以看作七个碳与金属通过三个碳金属成键：

M+7C化合物2使用HBF₄·H₂O在室温下处理，即可简便地将锇碳三键进行迁移，以中等收率制备得到3 。同样的，使用氘代乙酸处理2，也可以制备得到3a'，该结果表明2a中的炔碳是亲核的。

M+7C化合物3a的X-射线单晶衍射表征如下，可以看到OsC7之间为三键，其他结构与2a类似：

三炔化合物与OsCl2(PPh₃)₃和PPh₃在空气中室温搅拌，也可以非常简便高效地制备M+7C化合物：

发展

夏海平教授团队后续开发了一系列碳龙化学化合物：

1) 含杂原子地金属环戊炔制备：

2) M+8C化合物的制备：

3) M+9C化合物的制备及单晶：

4) M+10C化合物的制备：

5) M+11C化合物的制备：

6) M+12C化合物的制备：

应用

光敏反应

作者研究发现，碳龙化学物质具有光致发光特性，可以用于近红外诱导的发光。因为碳龙化合物水溶性较差，与两性聚合物制备成胶束33@NPs，具有良好的生物相容性，光热效应保持同时细胞毒性低。随后也做了该物质用于活体光热治疗研究，取得了一定成效：

评述

夏海平教授发现、创立并命名的具有中国元素的碳龙化学（Carbolong Chemistry），是我国科研领域一项从0到1的原创性工作。可以看到，夏教授还有更多漂亮的工作发表出来。

相信今后，碳龙化学也会有更为广泛的应用

参考

Acc. Chem. Res. 2018, 51, 1691−1700

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