手性配位籠在對映選擇性識別、傳感和對稱催化方面具有潛在應(yīng)用。一般來說，手性配位籠可以從對映體純配體/金屬有機(jī)前體開始合成，也可以通過手性助劑進(jìn)行組裝后拆分/修飾來合成。由于缺乏結(jié)構(gòu)和有限的空腔，鑭系元素-有機(jī)籠的主客體化學(xué)性質(zhì)仍有待探索，特別是基于非共價(jià)主客體相互作用，手性客體誘導(dǎo)的鑭系元素-有機(jī)籠的立體選擇性合成策略為模板尚未報(bào)告。
福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所孫慶福教授課題組在Journal of the American Chemical Society發(fā)表的一項(xiàng)研究中，報(bào)告了光功能的客體驅(qū)動(dòng)自組裝和手性誘導(dǎo)鑭系四面體籠。
在之前的工作中，研究人員發(fā)現(xiàn)配體間 π-π 堆疊在鑭系元素-有機(jī)夾層結(jié)構(gòu)的形成中起著至關(guān)重要的作用。在此基礎(chǔ)上，本研究通過引入額外的富電子芳香客體分子破壞配體之間的π-π堆積效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了鑭系元素-有機(jī)四面體籠的模板控制合成。
研究人員獲得了全部八種非手性客體的主客體復(fù)合物的單晶結(jié)構(gòu)，精確證明了主客體之間的相互作用機(jī)制，并通過核磁共振(NMR)滴定定量分析了不同客體的誘導(dǎo)能力。
基于單晶結(jié)構(gòu)的體積計(jì)算表明，鑭系離子豐富的配位構(gòu)型賦予了鑭系有機(jī)四面體籠具有連續(xù)可調(diào)的底物自適應(yīng)空腔。
光化學(xué)和光物理性能測試表明，芘在 Eu 4 L 4籠內(nèi)的非共價(jià)限制不僅抑制了其準(zhǔn)分子發(fā)射，而且促進(jìn)了有效的主客體能量轉(zhuǎn)移。
此外，當(dāng)使用對映體純雙酚模板時(shí)，研究人員實(shí)現(xiàn)了鑭系元素四面體籠的手性誘導(dǎo)，產(chǎn)生了強(qiáng)圓偏振發(fā)光的 Eu 4 L 4籠，具有高達(dá)±0.125的高不對稱因子glum，并實(shí)現(xiàn)了從小分子的手性轉(zhuǎn)錄分子點(diǎn)手性到超分子拓?fù)涫中浴?/p>
該研究為手性鑭系元素-有機(jī)籠的合成以及基于主客體能量轉(zhuǎn)移的鑭系元素-有機(jī)結(jié)構(gòu)的敏化發(fā)光提供了一條新途徑。
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