纳米石墨烯（Nanographenes）是研究石墨烯结构与性质的精确分子模型，在合成化学和材料科学领域备受关注。精准掺杂杂原子是调控其拓扑结构、电子态及光电磁性质的有效手段，其中，硼原子因具有缺电子性与路易斯酸性，可赋予分子体系独特的电子结构与光物理性质，而磷原子则凭借丰富的价态变化与构型可调性，为分子功能化提供了广阔的创新空间。若能将二者同时嵌入共轭稠环骨架，则有望实现电子结构与功能层面的互补集成与协同增益。然而，硼原子对水氧的稳定性偏弱，磷原子的反应活性较为复杂，因而如何将二者引入纳米石墨烯的碳骨架并实现掺杂方式控制，一直是硼/磷元素化学和功能材料领域的重要难题。

图1.（a）共轭结构的硼/磷掺杂的示意图；（b）硼磷共杂纳米石墨烯的化学结构

鉴于此，91视频-性视频-国产视频 窦传冬教授课题组提出了共轭硼烷的后磷化合成策略，成功构筑了首例硼磷共掺杂纳米石墨烯，证明了硼和磷原子共同影响分子的电子结构，增大了能隙并赋予其蓝移的受激辐射与放大自发发射特性，进而将P=O转化为P=S，实现了单一分子的双离子响应功能。该工作证明了硼磷共掺杂方法在调控纳米石墨烯的拓扑结构、激发态行为、光物理性质、以及离子识别功能方面的重要作用（Angew. Chem. Int. Ed. 2026, DOI: 10.1002/anie.9666828）。

图2.目标分子1O和2O的合成路线及1O的单晶结构

该工作的创新点体现在三个方面：1）后磷化合成策略。以含有两个峡湾区域（coveregion）的共轭硼烷为底物，通过锂卤交换、亲核取代和水解反应、以及AgNO3催化的分子内成键，实现了磷原子的精准镶嵌，合成了具有C42B2P和C42B2P2骨架的杂环纳米石墨烯（1O和2O）。单晶X射线衍射分析证实，磷环的引入诱导分子骨架发生扭曲，形成了硼磷碳元素组成的弯曲拓扑结构。2）激发态受激辐射调控。光物理和理论计算研究证明，磷氧基团增大了分子能隙，瞬态吸收光谱明确了二者的受激辐射（SE）特征，并且，在聚苯乙烯薄膜中，随泵浦能量增加，661 nm和619 nm的发射峰迅速增强并窄化，证实其具有放大自发发射（ASE）性能。该工作首次在有机磷体系中实现ASE，为有机光学增益材料体系提供了新设计方向。3）双离子响应功能。通过将P=O转化为P=S，合成得到了含有P=S基团的衍生物2S，进而验证了2S的硼原子和P=S基团可分别与F‒和Ag+进行配位，实现了单一分子的双离子响应特性，这一独特行为亦为发展超分子与动态响应体系提供了新思路。

图3.（a，b）1O/PS和2O/PS掺杂薄膜的放大自发辐射光谱；（c）2S的合成路线；（d, e）2S及其与F–和Ag+络合物的荧光光谱

综上所述，该工作提出了共轭硼烷的后磷化合成策略，获得了两例构型扭曲的硼磷共杂纳米石墨烯，解决了将这两种元素同时嵌入大尺寸π体系的难题，发现此类有机杂环分子的激发态受激发射和放大自发发射性质，进而研究了P=S衍生物对F—和Ag⁺的双离子响应行为，实现了该体系在超分子层面的功能拓展。该工作揭示了硼原子与磷杂环对光电性质的调控效应，为硼磷杂环化学和有机光功能材料的发展奠定了研究基础。91视频-性视频-国产视频 博士研究生赵慧敏和硕士研究生高烔为共同第一作者，窦传冬教授为通讯作者。

本文链接：//doi.org/10.1002/anie.9666828