北京大学裴坚-王婕妤课题组报道了一系列新型位置异构的多重硼氮杂苝衍生物的合成，揭示了多重硼氮杂苝体系中硼氮取代的位置效应和影响机制。该课题组所揭示的硼氮位置效应和规律将有助于后续新型高效发光的硼氮杂稠环分子的理性设计

有机稠环芳烃主要是基于碳原子组成的骨架。将有机共轭体系中广泛存在的C=C单元替换为其等电子体B-N单元，将会获得一类新型的杂稠环体系。这类新型的硼氮杂稠环体系具有新颖的结构和性质。首先，B-N取代会降低分子的对称性，产生诸多B-N位置/取向异构现象，由此丰富化合物的多样性和研究内容；二是共价B-N单元会赋予稠环芳烃独特的偶极特性，可以调控分子的组装行为，同时赋予路易斯酸碱响应能力，具有潜在的传感应用；三是B-N取代会改变分子的共轭电子结构，导致明显不同的电荷分布以及光物理、电化学等诸多性质。

然而，目前硼氮杂稠环芳烃的精准合成还是难以实现，B-N取代的效应机制还亟待挖掘。尽管硼氮杂稠环分子独特的光物理性质可以通过TD-DFT等理论计算进行解释，但是无法从分子结构的角度出发去关联。而稠环芳烃的发光等光物理性质是一种非常重要的光电子性质，其是有机发光显示设备最为重要的评价指标之一。因此揭示B-N取代对分子共轭电子结构的影响机制非常重要，有助于后续高效发光的硼氮杂稠环分子的理性设计。

基于上述考虑，北京大学裴坚-王婕妤课题组近期研究报道了B-N嵌入在分子节面的多重硼氮杂苝体系的B-N取向效应(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 23313-23319.)。为了进一步揭示硼氮取代的位置效应和机制，该课题组又设计合成了一类新型的位置异构的B-N嵌入在湾区的多重硼氮杂苝衍生物。该新型位置异构的硼氮杂苝分子表现出了明显提升的摩尔吸光系数、辐射跃迁速率以及电子跃迁能力。通过实验表征和理论计算的结合，该课题组总结出了如下的两条指导规则：(1)B-N位置相比于B-N取向更能决定分子的光物理性质，具有相同B-N位置的B-N取向异构体会表现出相似的光物理性质(包括HOMO-LUMO gap，电子跃迁能，电子跃迁能力，吸收行为以及发射性能)；(2)稠环芳烃中B-N位置的改变能有效调制分子的电子共轭结构，芳香性以及分子刚性，进而可以有效提升电子跃迁能力。该课题组揭示的B-N取代效应规律将有助于未来高效发光的硼氮杂稠环芳烃的理性设计。