Angew. Chem. :簇基笼状结构的构建及其双氧水荧光响应

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金属团簇因其结构独特、光学特性优越以及在传感、催化等领域应用广泛而备受瞩目。有机配体是金属团簇的重要组成部分,对金属团簇的有机配体壳层进行成簇后共价修饰,是调控团簇性能的重要手段。但是,利用成簇后共价修饰的手段来开发功能化的团簇的实例鲜见于报道。另一方面,笼状化合物因其具备封闭空间和多齿结合位点,展现出独特而有趣的主客化学性质,从而在传感、稳定活性物质以及相转移催化等领域具有广阔的应用前景。在过去的研究中,尽管金属团簇常被用作形成笼状化合物的节点,但直接在团簇配体上构筑形成笼状结构的研究未见报道。这是因为要将笼状结构融合到团簇的有机配体层且实现功能化极具挑战。这需要稳定的团簇、易于修饰的有机配体层,以确保这些结构能够完美适配团簇的有机配体层,并具备出色的客体结合能力。


近日,清华大学的王泉明教授和江苏师范大学杨扬副教授合作,利用三胺乙基胺对具有醛基修饰的碳中心金银团簇进行成簇后共价修饰,成功实现簇笼融合,构筑了一例新颖的“簇上双笼”结构。



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该簇上双笼结构具有双腔和四个结合位点,能以不同的方式结合银(I)和铜(I)离子客体。当同时存在银(I)和铜(I)离子时,由于此簇基双穴笼状结构不同结合位点对银(I)和铜(I)离子螯合能力的差别,银(I)和铜(I)能准确识别结合位点形成三异金属主客体复合物。该主客体复合物在溶液中完全不发光,但其却是一种具有刺激响应能力的超分子。其三亚胺双键空腔内螯合的铜(I)离子客体对氧化剂敏感,在与双氧水作用后,其中螯合的铜(I)离子被氧化为铜(II)离子,铜(II)离子由于配位模式的不匹配且在微量水氛围下具有催化分解亚胺的能力,促使动态双建亚胺键的分解,生成发光的碳中心金银簇前体,实现了对双氧水的的荧光响应,并可用于双氧水的荧光检测。


发光团簇与具有主客体结合能力的笼状化合物杂化融合,以构建基于簇的笼状结构为功能化簇合物、功能化笼状结构的设计提供了一个创新的概念,为簇合物的性能开发与应用提供新的思路。

文信息

A Cages-on-Cluster Structure Constructed by Post-Clustering Covalent Modifications and Guest-Enabled Stimuli-Responsive Luminescence

Yang Yang, Shan Guo, Qian Zhang, Zong-Jie Guan, Quan-Ming Wang


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202404798




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