近二十年来，有机半导体在有机场效应晶体管（OFETs）、有机光伏（OPV）和有机发光二极管（OLED）等领域具有非常广阔的应用前景。然而，n型有机半导体在分子多样性、载流子迁移率和空气稳定性方面远远落后于p型半导体，阻碍了双极晶体管、p-n结和有机互补电路的发展。芳香体系二酰亚胺功能化能显著提高分子材料的电子亲和势，是构建高性能n型有机半导体的重要策略，但大多数情况下采用冗长且低效的合成路线，包括氰化、水解、脱水、亚胺化等多步反应，很大程度上限制了新型芳香二酰亚胺单元的研制开发。

近日，中国科学院化学研究所的甄永刚研究员（青促会会员）、董焕丽研究员和天津大学胡文平教授、Jay S. Siegel等人报道了钯催化一锅法多米诺羰基化反应，简便高效地合成了一系列芳香二酰亚胺分子材料。作者选取了四溴取代的心环烯、芘、苯、对二甲苯衍生物、不同长度的脂肪胺、有无烷基取代的芳香胺等一系列不同底物，验证了该方法的普适性。研究结果表明，采用短链脂肪胺可获得较高产率，底物为四氯前驱体则不发生反应，当选用位阻较大芳香胺则会得到酰亚胺异构体。采用 “一锅法”合成芳香族二酰亚胺的产率（30%-50%）远高于传统多步反应的总产率（2%-5%）。进一步研究发现，二酰亚胺化不仅能使分子材料的LUMO能级显著降低，而且还能提供更加有序和紧密的堆积结构，极大地提高了分子材料的电子传输性能。该研究结果为新型芳香族二酰亚胺n型半导体材料的开发提高了新的思路和方法。

研究成果以“One-Pot Domino Carbonylation Protocol for Aromatic Diimides toward n-Type Organic Semiconductors”为题发表于近日出版的《Angewandte Chemie International Edition》（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, DOI: 10.1002/anie.202003179）上。第一作者是付小龙博士，通讯作者是甄永刚研究员。上述工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委和中科院青促会的资助。

 论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202003179