自20世纪50年代具有稳定构型的[6]螺烯合成并拆分以来，螺烯因其独特的美学结构、手性光电特性以及在各种应用领域的巨大潜力而引起了人们的极大兴趣。圆偏振发光(CPL)作为最重要的手性光学性质之一，已被广泛用于信息传递、CPL激光器和有机发光二极管等研究方向。而虽然螺烯是典型的手性分子，但由于容易发生隙间穿越和随着分子尺寸增加，荧光量子产率急剧下降等原因，其作为CPL材料的应用受到极大的限制。

近些年，作为新型定制手性石墨烯材料，具有精确纳米尺寸的π扩展的螺烯吸引广泛研究兴趣。沿着螺烯螺旋轴的延伸已经得到了较大突破。2015年，fujita课题组合成了目前为止最高[n]螺烯（n=16）。 然而，垂直于螺旋轴完全扩展的螺烯仍然十分有限。仅有少数部分π扩展[n]螺旋烯（n ˃ 7）被报道。此外，完全π扩展的螺旋烯的报告也仅包括十一苯并[7]螺烯单元。完全π扩展的[n]螺烯（n > 7）的合成和性质探索仍然十分匮乏。

最近，龚汉元教授课题组，通过Sonogashira-Coupling, Diels-Alder 和Scholl 反应，成功构建了一种新的手性纳米石墨烯EP9H，其包含了十五苯并[9]螺烯核心单元，由四个融合的HBC单元组成。

X射线单晶衍射实验证实了EP9H是由一对具备C2对称性和螺旋结构的对映异构体组成，通过高效液相色谱和TLC预制板（羧甲基纤维素钠作为粘合剂）能够有效分离其外消旋合物。EP9H荧光量子产率Φf = 0.10，相较于[9]螺烯（Φf = 0.014）有较为明显的提升。光学纯EP9H的CD光谱（300 - 700nm）呈现良好的镜像关系，在640 nm处，gabs = 2.73 × 10-2. CPL光谱显示，在近红外区域（600 - 900nm）的glum值高达4.50 × 10-2，这在螺烯的各种类型衍生物中是非常高的不对称发光因子。另外，衡量圆偏振发光整体表现的BCPL 值，根据方程BCPL = ε × Φf × glum / 2计算为304 M-1 cm-1，这在各类圆偏振发光小分子中，仍然是相当高的值，这表明EP9H圆偏振发光性质较为优秀。

TD-DFT理论计算结果也很好的支持了gabs和glum的实验数据。基于理论计算结果得到的跃迁磁偶极矩和电偶极矩，根据方程g = 4|μm|·|μe|·cosθ / (|μm|2 + |μe|2)，计算得到gabs = 4.1 × 10-2 和glum = 3.7 × 10-2。两个偶极矩间较小的夹角（40°）和较大的μm|/|μe|比值（约0.012） 揭示了EP9H具备高g值的理论依据。

综上所述，我们报道了一种具有十五苯并[9]螺旋烯核心片段的手性纳米石墨烯EP9H。与[9]螺旋烯相比，EP9H具有垂直于螺旋轴的π-体系的扩展。结构变化导致近红外区发射波长发生明显红移。此外，结构扩展显著提高了荧光量子产率和CPL性能。这些结果表明，沿螺旋轴和垂直螺旋轴的π体系扩展是获得增强CPL分子发射器的一种策略。

相关工作得到了国家自然科学基金(92156009、21971022)、中央高校基本科研业务费专项资金、北京市教委、永利欢乐娱人城的资助。相关成果近期发表于期刊《Angewandte Chemie International Edition》：A π-Extended Pentadecabenzo[9]Helicene. Yun-Jia Shen, Nai-Te Yao, Li-Na Diao, Yang Yang, Xu-Lang Chen and Han-Yuan Gong*. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300840. https://doi.org/10.1002/anie.202300840. 永利欢乐娱人城是该工作第一单位；沈芸稼博士是第一作者，本科生药乃特和刁丽娜为第二和第三作者。