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金属团簇光学性质与手性的可逆调控

发布日期:2021-03-30     浏览次数:次   

郑南峰教授课题组在金属团簇光学性质与手性可逆调控方面的合作研究取得重要进展,相关结果以“Enhanced Surface Ligands Reactivity of Metal Clusters by Bulky Ligands for Controlling Optical and Chiral Properties” 为题发表于《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.202101141)

表面配体是决定纳米团簇/纳米颗粒化学或物理性质的重要因素之一。然而,在不改变原子结构的情况下,通过配体工程来调控金属团簇的电子结构仍然是一个挑战。另一方面,手性金属团簇在不对称催化、手性传感等领域具有潜在应用。但多数手性团簇是以外消旋体的形式存在,难以获得光学纯的单手性团簇。在该工作中,郑南峰教授课题组采用混合配体策略(大位阻的硫醇、膦配体和小位阻的溶剂分子)获得了手性 [Ag14(SPh(CF3)2)12(PPh3)4(DMF)4]Ag14)团簇外消旋体。大位阻配体的引入使得该团簇具有异常高的表面反应活性,其表面配体容易离去或被其它配体交换。实验发现,Ag14团簇表面弱配位小分子的离去会造成其光学性质的巨大改变。基于此,他们通过控制Ag14团簇表面DMF分子可逆的离去-配位实现了该团簇光学性质的可逆调控,并通过理论计算对其机制进行了分析。随后,他们采用手性胺配体(R/S-1-苯丙胺)修饰手性Ag14团簇的配体层,实现了Ag14团簇外消旋体向单手性团簇的转化,获得了光学纯的单手性 [Ag14(SPh(CF3)2)12(R/S-1-PPA)8]团簇。该工作报道的调控金属团簇光学性质和手性的策略对团簇的设计合成与性能调控具有重要意义。

 

 郑南峰教授课题组在手性金属纳米团簇的对映选择性合成与手性来源解析方面取得了诸多成果。前期研究工作包括通过手性抗衡离子(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 12751)、手性双膦配体(J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 16113)实现团簇的对映选择性合成,以及团簇手性来源的解析(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3421)。

该工作由我院郑南峰教授、张文卿教授和芬兰于韦斯屈莱大学Hannu H?kkinen教授课题组合作完成。第一作者为我院博士生邓果诚。研究工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等资助。

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