表面配體是決定納米團簇/納米顆粒化學或物理性質的重要因素之一。然而,在不改變原子結構的情況下,通過配體工程來調控金屬團簇的電子結構仍然是一個挑戰。另一方面,手性金屬團簇在不對稱催化、手性傳感等領域具有潛在應用。但多數手性團簇是以外消旋體的形式存在,難以獲得光學純的單手性團簇。在該工作中,鄭南峰教授課題組采用混合配體策略(大位阻的硫醇、膦配體和小位阻的溶劑分子)獲得了手性 [Ag14(SPh(CF3)2)12(PPh3)4(DMF)4](Ag14)團簇外消旋體。大位阻配體的引入使得該團簇具有異常高的表面反應活性,其表面配體容易離去或被其它配體交換。實驗發現,Ag14團簇表面弱配位小分子的離去會造成其光學性質的巨大改變。基于此,他們通過控制Ag14團簇表面DMF分子可逆的“離去-配位”實現了該團簇光學性質的可逆調控,并通過理論計算對其機制進行了分析。隨后,他們采用手性胺配體(R/S-1-苯丙胺)修飾手性Ag14團簇的配體層,實現了Ag14團簇外消旋體向單手性團簇的轉化,獲得了光學純的單手性 [Ag14(SPh(CF3)2)12(R/S-1-PPA)8]團簇。該工作報道的調控金屬團簇光學性質和手性的策略對團簇的設計合成與性能調控具有重要意義。
鄭南峰教授課題組在手性金屬納米團簇的對映選擇性合成與手性來源解析方面取得了諸多成果。前期研究工作包括通過手性抗衡離子(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 12751)、手性雙膦配體(J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 16113)實現團簇的對映選擇性合成,以及團簇手性來源的解析(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3421)。
該工作由廈門大學化學化工學院鄭南峰教授、張文卿教授和芬蘭于韋斯屈萊大學Hannu H?kkinen教授課題組合作完成。第一作者為廈門大學化學化工學院博士生鄧果誠。研究工作得到了國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金等資助。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202101141
參考資料
[1] 金屬團簇光學性質與手性的可逆調控https://chem.xmu.edu.cn/info/1274/10368.htm
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