近日，昆明理工大学蔡金明、卢建臣、高蕾团队与华侨大学赵新静、厦门大学谭元植团队合作，在金属表面碳基分子选择性脱氢偶联的反应机理方面取得重要进展，相关工作以Regioselective Dehydrogenation Coupling via Out-of-Plane Flipping on Metal Surfaces为题发表在化学领域国际顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》上。

昆明理工大学为第一单位，昆明理工大学张永博士、卢建臣教授、硕士毕业生周杭静为共同一作，卢建臣教授、高蕾副教授、华侨大学赵新静副教授和蔡金明教授为共同通讯作者。该研究工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、云南省基础研究计划、云南省教育厅工程研究中心和云南省创新团队等项目的支持。

选择性脱氢偶联在表面合成中对于获得高产率的碳基纳米结构起着关键作用。目前，大多数碳基分子在金属表面的脱氢偶联方式基于面内偏移发生，而通过面外翻转进行脱氢偶联的可行性和选择性的相关研究还比较少。该研究以苯并荧蒽及其衍生物为模型，通过实验与理论计算相结合的方式研究了碳基分子在二维限域的金属表面通过面外翻转实现脱氢偶联的可行性。研究表明：苯并荧蒽及其衍生物在金属表面可能产生两种不相容的产物：直接成键形成五元环或通过面外翻转形成六元环。STM实验结果显示六元环产物几乎占了所有的最终产物（收率≥99%），而五元环产物只有在特殊条件下才能观察到。通过对比实验，总结出碳基在金属表面通过面外翻转实现脱氢偶联的影响因素。该工作为共轭碳基纳米结构的合成提供了新的思路。

近年来，昆明理工大学蔡金明、卢建臣和高蕾团队基于分子束外延-扫描探针显微镜结合第一性原理计算的研究方案，在低维纳米材料的原子制造和机理研究方面已取得一系列重要研究成果，包括苯基迁移机理[Nat. Commun.2023, 14, 970]、苯基卟啉的选择性脱氢环化[ACS Nano 2023, 17, 13575]、多米诺环化反应可控合成纳米石墨烯[Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202425167]和消去反应制备石墨炔分子链[Nat. Commun. 2025, 16, 690]等。

论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c01783

（供稿：材料科学与工程学院）