在材料化學中，由于硼芴的獨特性使得其幾乎無所不在。這種五元芳族雜環(huán)化合物，可作為分子材料的基礎，至今也用在諸如有機發(fā)光二極管、有機薄膜晶體管和光伏器件等應用領域。此外，基于硼芴的聚合物所展現(xiàn)的高發(fā)光量子產(chǎn)率，盡管在三十年前就有第一個硼芴陽離子的結構被報道，至今相關領域也還在持續(xù)被關注。其他像是陰離子三配位硼氫化芴的可能性也在2014年被逐漸發(fā)現(xiàn)。但是，硼芴的自由基物種至今則還沒有被直接觀察到。
圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
近期，在Angew. Chem. Int. Ed.上則可見由美國University of Virginia的Robert J. Gilliard, Jr.教授團隊發(fā)表的硼芴自由基的第一個表征實例。
圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
該研究分離出了可由NHC卡賓和環(huán)烷胺卡賓（CAAC）穩(wěn)定的硼芴自由基，并通過元素分析，單晶X射線衍射，UV / Vis吸收，循環(huán)伏安法，電子順磁共振光譜等手段對這類物質(zhì)進行表征。
圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
有意思的是，他們發(fā)現(xiàn)CAAC-硼芴自由基和NHC-硼芴自由基都具有相當大的自旋密度，分別分布在各自的硼原子上（CAAC-硼芴自由基為0.322，NHC-硼芴自由基為0.369）。
圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
在CAAC-硼芴自由基的例子中，未配對電子有一部分在CAAC配體卡賓的C和N原子上離域。但是，NHC-硼芴自由基中的未配對電子則是存在于整個硼芴的p系統(tǒng)中，而在NHC配體上的離域則明顯較少。
圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
這些結果突出了與材料有關的自由基的路易斯基依賴性電結構調(diào)節(jié)。值得注意的是，這些物質(zhì)也表現(xiàn)出了良好的固態(tài)和溶液穩(wěn)定性。
參考文獻：Persistent Borafluorene Radicals
DOI: 10.1002/anie.201909627
原文作者：Wenlong Yang, Kelsie E. Krantz, Lucas A. Freeman, Diane A. Dickie, Andrew Molino, Gernot Frenking, Sudip Pan,* David J. D. Wilson,* and Robert J. Gilliard, Jr.*
