自由基阳离子作为反应中间体及功能材料的研究

Radicals can be served not only as significant intermediates in many reactions, but also play important roles in a lot of fields such as energy science, material science as well as biomedicine. This subject will obtain the structures and characteristics of radical cations directly through the X-ray single crystal diffraction..We select suitable weakly coordinating ations to oxidize the target neutral compounds into stabilized radical cations..Through the phenomenons of chemical reactions, the quantum calculations and a series of advanced characterization methods, the relationships between radical cations and substrates, substituents, weak coordination anions as well as reaction conditions are systematically researched. Furthermore, free radicals/cations regarded as intermediates of some chemical mechanisms are also included. Besides, the oxidation reactions between heavier main group elements multiple bond compounds and large anionic salts are also taken into account, so as to obtain a series of novel conductive and magnetic radical materials as well as get a deep understanding of main group elements. The combination of the theory and application in radical study will open a new field on radical chemistry.

自由基不仅是多种反应的中间体，还是能源科学、材料科学、生物医学等领域中的重要材料。本课题将通过X射线单晶结构，直接分析稳定的自由基阳离子，并对其性质进行系统性的研究。.实验方案为筛选合成含弱配位阴离子的金属盐，通过与目标中性化合物的单分子氧化，获得一系列稳定的自由基阳离子化合物。.通过对化学反应现象的观察和对生成的自由基阳离子化合物的结构分析，并结合量子化学计算和一系列先进的表征手段，系统地研究自由基阳离子化合物在不同反应条件下的变化规律，进而研究自由基/阳离子作为中间体的作用反应机理。同时，结合主族元素化学设计合成新型的导电/磁性自由基化合物；研究出新型材料的同时进一步加深对主族元素化学不饱和键的理解。将自由基化学的理论与应用相结合，把自由基化学的研究提高到一个新的层次。

自由基是一类非常重要的化合物，它不仅是多种有机反应的中间体，还是又可能作为材料科学、生物医学中的重要材料。.本课题通过严格的无水无氧实验及测试手段，借助于性质卓越的含弱配位阴离子的金属盐来得并表征稳定的自由基化合物。通过X射线单晶衍射、电子顺磁共振等测试手段结合量子化学计算，系统地研究自由基阳离子化合物的性质。.本项目通过实验得到了新的反应和新的化合物，尤其对含有O、S元素的自由基进行了细致的分析。在自由基阳离子化合物的众多性质中，选取导电性作为研究对象。因为自由基阳离子堆叠产生的半导体性质非常类似于纳米线化合物的导电，在未来有可能成为新一类探测器件。我们从微观上研究了取代基、对离子和溶剂对自由基阳离子堆叠结构的影响，与宏观电导率进行验证，得到了调控自由基阳离子堆叠的方法，对今后器件的设计起到了指导作用。.本项目通过对频哪醇重排机理的研究，验证了自由基阳离子作为其反应中间体的作用，对迁移规律提出了新的例证，对加深1，2-Wagner Meerwein 重排的理解起到了帮助。