碳虽然是有机
化学的核心元素,但传统上一直被忽视作为定向超分子相互作用的目标。涉及富碳分子(例如
芳烃)的超分子结构的设计几乎完全局限于非定向π堆积,或用杂原子衍生以引入分子组装识别位点。因此,使用定向非共价相互作用对非衍生化、纯碳 π 系统进行可预测的组装仍然是固态超分子
化学中尚未解决的基本挑战。在这里,我们提出并验证了一种不同的范例,用于将纯碳芳香族系统可靠地组装成可预测的超分子结构:不是通过非定向π堆积,而是通过特定的定向卤素键合。我们对纯碳 π 系统(C–I⋯π C键)的卤素键进行了系统的实验、理论和数据库研究,重点是具有不同尺寸和形状的非衍生
芳烃的共晶的合成和结构分析,从单环(苯)到 15 环(联二亚苯基)多环原子烃 (PAH) 和
富勒烯 C 60,以及理论计算和剑桥结构数据库的系统分析。这项研究建立了 C-I⋯π C键作为定向相互作用,将平面和弯曲的纯碳芳香系统排列成可预测的超分子图案。在超过