基于主族单线态双自由基的晶态导电聚合物的合成、表征和性能研究

共轭导电聚合物研究领域面临一个很大的挑战是如何制备具有更高导电性能的导电聚合物材料，尤其是制备不经掺杂而直接合成具有金属电导率、低能隙的导电聚合物。本项目将根据空间位阻效应和电子特性，制备合适的单（双）齿配位取代基，通过不同反应途径合成含杂原子单线态双自由基的一维和二维晶态导电共轭聚合物。深入系统地研究聚合物导电性能跟各种因素的关系。结合分子模拟，优化结构，获得稳定的高导电率的共轭聚合物。在聚合物的化学结构与导电性能之间找到一些规律性的认识。把无需掺杂技术的导电共轭聚合物的研究提高到一个新的层次。

根据研究计划，顺利开展了基于杂原子单自由基和双自由基化学的研究。利用弱配位阴离子和大位阻配体，合成了一系列含杂原子单自由基和双自由基化合物。合成了π-π层叠分布的导电聚合物并研究了聚合物的物理化学性能，其中一例是稀有的螺旋型导电聚合物。发现了自由基可逆聚合现象，分别跟状态和阴离子大小有关。这些自由基的发现和稳定促进了人们对相关中间体结构、化学键以及反应机理的深入研究。 相关研究成果在国际重要学术期刊J. Am. Chem. Soc. (6篇)，Angew. Chem. Int. Ed. (4篇)和Nat. Commun.(1篇)等发表。 其中一篇关于双自由基调控的Angew. Chem. Int. Ed.文章被选为hot paper及封面论文。关于S-S三电子键的研究成果被《美国化学与化学工程新闻》报道（2014年10月27日）。