1 光合成
可见光合成反应具有绿色、高效及可控等优点，已逐渐成为有机合成中的研究热点。本课题组近期开展了一系列基于全氟烷基碘的可见光介导的偶联反应（图1）。（i）偶联反应：全氟烷基碘与单胍或芳基硫酚的C-N/C-S偶联反应，分别得到N2-全氟烷基酰基胍和S-全氟烷基化产物。（ii）偶联-环合：成功应用于含氟五、六员氮杂环类化合物的合成：1）基于电子给受体复合物（EDA complex）的形成，开展了可见光促进的、不含金属的三组分反应，制备了4-全氟烷基嘧啶类化合物（[2+1+3]环合）。环状的脒，如DBU，反应也可以高效发生。提出了自由基—极性交叉机理；2) 与双胍反应，构建含全氟烷基的均三嗪(经由[5+1]环合)；3）与邻苯二胺的反应，得到2-全氟烷基苯并咪唑衍生物（[4+1]环合）。开展的偶联-环合策略将为杂环，尤其是含氟氮杂环的构建提供新思路和新方法。
图1. Visible Light-Mediated Coupling-Annulation Cascades
2 发光材料
近年来，超长有机室温磷光材料因其在发光二极管、传感、生物成像、数据加密以及防伪等领域的应用而广受青睐。本课题组受过渡金属配合物中广泛存在的d-pp键的启发，提出利用d-pp 键调控纯有机分子的激发态电子组态，从而实现磷光寿命延长的新策略，寿命增长达19倍（图2）。并且根据材料持续发光时间的不同，设计了一个简单的数据防伪加密应用。此工作从化学键的角度出发，为构筑新型超长磷光材料和延长室温磷光寿命提供了新思路。目前的研究包括有机室温磷光材料、多刺激响应性发光材料、含氟发光材料和自由基发光材料等方面。
图2. Utilizing d-pp Bond for Ultralong Organic Phosphorescence
总之，有机发光材料的研究工作将以有机分子的激发态和聚集态为核心，以有机合成化学为新材料设计、开发的根本手段,专注于合成、结构与性能的精准调控。
3 新型电池
从分子水平上精准设计并制备新结构、高性能的碳基电极材料，研究其在锂硫电池和钠硫电池等新型二次电池领域的应用。以有机分子为前驱体，通过定向转化和结构设计，揭示结构性能调变及电化学应用的多级多尺度过程机理机制。制备低成本和结构可控构筑的新型正极材料，抑制多硫化锂的穿梭效应，提高锂硫电池的容量和循环稳定性。
