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聚集誘導(dǎo)發(fā)光（Aggregation-induced-emission, AIE）現(xiàn)象指的是分子在聚集態(tài)下光致發(fā)光遠(yuǎn)高于分散態(tài)下的光致發(fā)光現(xiàn)象，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各類發(fā)光材料的構(gòu)筑中。至今為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多以二維芳香環(huán)化合物為骨架的經(jīng)典AIE分子，如四苯乙烯等。然而，合成這類的分子通常需要用到有毒的化學(xué)品、較為苛刻的條件和多個步驟，例如 McMurry 反應(yīng)和Horner-WadsworthEmmons 反應(yīng)等。除此之外，基于二維芳香化合物的分子設(shè)計經(jīng)常受到聚集誘導(dǎo)淬滅（Aggregation Caused Quenching, ACQ）的影響。因此，設(shè)計新的AIE分子體系并開發(fā)簡便高效的合成路線具有重要的意義。

近日，南京大學(xué)燕紅教授課題組報道了一種以三維巢式碳硼烷為硼源的Pd催化的炔烴的硼氫化反應(yīng)，構(gòu)建了基于三維硼簇化合物的AIE分子庫。該反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)速度快，反應(yīng)產(chǎn)率高，底物適用性廣，區(qū)域選擇性好等一系列優(yōu)點。

對于二苯乙炔類底物，無論苯環(huán)上帶有吸電子取代基還是給電子取代基都可以以很高的收率得到B(11)位點的B-C偶聯(lián)產(chǎn)物3b-3w。當(dāng)Br原子位于苯環(huán)的鄰位、間位、對位時，都能以很高的產(chǎn)率得到產(chǎn)物。值得注意的是，該反應(yīng)對官能團(tuán)的兼容性很強(qiáng)，且含有活潑氫的底物也可以被兼容，例如-SMe, -NR₂, -CN, -NO₂, -CHO, -CO₂Me, -SO₂Me, -OH 和 -OCF₃等官能團(tuán)都可適用于該反應(yīng)，大大提高了反應(yīng)的應(yīng)用價值。對于烷基取代的乙炔，可以以良好的產(chǎn)率得到4a、4b和4c。將巢式碳硼烷的碳端取代基更換為甲基或者苯基，并不會影響反應(yīng)的產(chǎn)率，并能以很高的產(chǎn)率得到了產(chǎn)物4d和4e。

該反應(yīng)對有機(jī)光電材料中經(jīng)常出現(xiàn)的骨架、雜環(huán)類二取代乙炔也有著極好的兼容性，和含噻吩、苯并噻吩、喹啉、呋喃、苯并呋喃、咔唑、苯基咔唑（5a-5g）等基團(tuán)的二取代乙炔反應(yīng)都能有極好的產(chǎn)率。該反應(yīng)對不對稱的二取代乙炔也有很好的位置選擇性，并以較高的分離產(chǎn)率得到產(chǎn)物（6a-6e）。增加乙炔原料和反應(yīng)時間后，能以很高的產(chǎn)率得到B(2)位點和B(11)位點選擇性的二取代產(chǎn)物7a-7c。B(11)位點單取代產(chǎn)物3i和3a可以繼續(xù)和炔烴反應(yīng)，在B(2)位點發(fā)生進(jìn)一步的B-C偶聯(lián)反應(yīng)，以分步的方法得到B(2)位點和B(11)位點雙取代產(chǎn)物7e和7f。

隨后，對幾個典型的化合物進(jìn)行了光物理性質(zhì)的研究。結(jié)果表明三維碳硼烷籠能夠削弱整個分子的共軛，表現(xiàn)出在溶液中幾乎不發(fā)光，且在固態(tài)下發(fā)光增強(qiáng)的性質(zhì)。對晶體結(jié)構(gòu)的研究和理論計算佐證了以上現(xiàn)象。

綜上所述，燕紅課題組開發(fā)了一種新型的Pd(II)催化的炔烴和巢式碳硼烷的硼氫化反應(yīng)，從而可以快速構(gòu)建基于三維硼簇化合物得到AIE分子庫。該工作不僅為構(gòu)建基于硼原子團(tuán)簇的光功能分子提供了一種有效的方法，而且在生物應(yīng)用和其他相關(guān)領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。