氮杂环卡宾(NHCs)是一类具有出色的s-给电子能力与可调控的p-受电子能力的配体，其与主族元素加合物（NHC=E）的相关性质也受到了人们的广泛关注。近年来，NHCs与硫族元素加合物（NHC=Ch, CH: S, Se, Te）的研究都集中在合成与结构、稳定过渡金属和低价态主族元素、衡量NHC-金属键的稳定性和NHCs的电子性质方面，而较少涉及光物理性质的研究。

近日，中国人民大学闫晓宇课题组以三唑介离子卡宾（MICs）与硫、硒单质的加合物（MIC=S: 1a, 1b; MIC=Se: 2a, 2b）为研究对象，分别探究了此类化合物在二氯甲烷溶液与固体状态下的光物理性质，并结合含时密度泛函理论（TD-DFT）推测了发光机理（图2）。

实验结果表明，溶液中MIC=S/Se均产生蓝色荧光；固体状态下，MIC=S/Se能产生橙色至红色的室温磷光，1a寿命可达到787μs, 2a量子产率可达10.9%。在MIC=S中可以观察到双发射现象，化合物1a更是产生了白色的复合光（图2）。

理论计算结果表明，重原子的引入增强了单线态与三线态之间的自旋轨道耦合，促进了系间窜越，产生室温磷光现象。计算结果同时证实MIC=S的双发射源于S2/T2到S0的辐射跃，而对于MIC=Se，其具有强的S2/T2耦合，因此表现出磷光发射。

该工作构建了基于介离子化合物的小分子发光体，结合实验与理论计算揭示了发光机理，其性质得益于介离子卡宾加合物具有较小的HOMO（最高占有轨道）-LUMO（最低未占有轨道）能级差，另外，1a也让我们看到了固态纯有机小分子白色发光体的潜在研究价值。

论文信息：

Experimental and Computational Study on Photophysical Properties of Mesoionic Chalcogenones

Chubin Hu, Shiqing Huang, Zengyu Zhang, Haidan Yao, Yixin Wu, Linwei Huang, Prof. Xiaoyu Yan

文章第一作者为中国人民大学硕士研究生胡楚宾、博士研究生黄时清。

Chemistry – An Asian Journal

DOI: 10.1002/asia.202101157