近日，我校化学学院李春举教授团队发展了一种简单、高效且通用的环对苯撑衍生物合成策略——扩展联苯[n]芳烃分子内偶联法（Intramolecular Coupling of Extended  Biphen [n] arenes , ICEB），实现了一系列尺寸和骨架基元可定制化的共轭纳米环分子精准合成，相关成果以“Customized Cycloparaphenylene Skeletons Prepared via the Intramolecular Coupling of Extended Biphen [n] arenes”为题发表在《自然-合成》(Nature Synthesis)期刊上。Nature Synthesis是Nature旗下专注于化学合成领域的国际权威期刊。文章第一作者为杜旭升博士，通讯作者为天津师范大学李春举教授，南开大学蔡康教授、郭东升教授及美国德克萨斯大学奥斯汀分校Jonathan L. Sessler教授。

环对苯撑（cycloparaphenylenes, CPPs）是一类具有独特电子结构和光物理性质的共轭纳米环状分子，可看作是碳纳米管的最小重复单元，自2008年首次实现合成以来一直受到广泛关注。其独特的径向π-共轭电子结构和纳米级刚性空腔，不仅为探索维度变化对碳材料电子性质的影响提供了理想模板，也为开发新型有机光电材料、分子容器及生物探针指明了方向。尤其值得注意的是，环对苯撑被视为实现碳纳米管精准化学合成的核心“种子”或模板，有望从根本上解决传统制备方法中产物手性与尺寸不可控的瓶颈问题，推动纳米碳材料走向按需定制的“分子制造”。然而，环对苯撑自身的合成受限于高环张力，步骤繁琐且产率普遍较低；对其电子性质的深入理解和精准调控尚不充分；更为关键的是，如何以其为基元，通过可控制的化学反应实现向长程有序碳纳米管结构的定向、高效延伸，仍是亟待攻克的核心科学难题。因此，围绕环对苯撑体系的合成方法学、性质调控及功能化应用研究，是突破现有局限、实现其理论价值与实用潜力的必经之路。

目前主流合成策略主要有两种，一是基于非共轭有机大环前体的还原或氧化芳构化，二是基于金属有机大环前体的金属介导还原环化。近年来，利用大环芳烃为前驱体合成具有环张力的纳米环逐渐成为新兴研究方向。在前人工作基础上，李春举教授团队联合南开大学蔡康教授、郭东升教授及德克萨斯大学奥斯汀分校Jonathan L.Sessler教授发展了一种新的通用合成策略——扩展联苯[n]芳烃分子内偶联法（Intramolecular Coupling of Extended Biphen[n]arenes , ICEB），实现了对CPP衍生物环尺寸、分子结构、取代基类型及光物理性能的系统性调控。该策略的核心在于采用含多个芳香重复单元的扩展联苯[n]芳烃作为前体，其较大的环尺寸显著减少了成环过程中所需形成的化学键数量，有效降低了产物中的环张力，从而大幅提升了分子内偶联反应的效率与产率。同时，该类前体具备高度模块化的可定制特性，不仅可灵活调节芳香单元种类与连接方式，还可精准引入特定功能基团，为后续化学修饰提供便利，显著增强了产物结构多样性与功能可调性，进一步拓宽了其在超分子化学与先进功能材料领域的应用前景。

基于这一简单、高效且普适性好的合成策略，研究团队成功构建了20种结构多样的CPP衍生物。通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱以及密度泛函理论计算等分析表明，这类分子吸收波长和发射波长可在较宽范围内通过改变嵌入芳香单元的电子特性及环尺寸实现精确调谐。ICEB策略合成方法简单且产率高，具备良好的通用性与可操作性，是现有共轭纳米环合成体系的有力补充，也将为碳纳米笼、碳纳米管片段及机械互锁分子等复杂应变碳结构的理性设计与可控合成提供新思路。