暨南大学李丹教授团队JACS:高核铜(I)富勒烯核壳结构配合物

化学加  |   2020-04-05 15:04

来源:化学加

导读

近日,暨南大学化学与材料学院李丹教授研究团队在高核铜(I)富勒烯核壳结构配合物研究方面又取得了新的突破(J. Am. Chem. Soc.2020142, 5943)。

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C60富勒烯分子被发现以来,以C60为代表的富勒烯及其衍生物,如外联金属富勒烯、内嵌金属富勒烯、有机富勒烯衍生物、富勒烯超分子、富勒烯掺杂功能材料等,一直是化学与材料科学的研究热点。相对于单纯的富勒烯分子,这些衍生物在光、电、磁等方面更具有优良的性质,在功能材料开发方面更具有广泛的应用前景。
近日,继在通过超分子配位组装策略成功地制备出具有土星环状结构的C60-咪唑铜超分子化合物(Chem. Commun., 2020, 56, 3325)之后,李丹教授研究团队在高核铜(I)富勒烯核壳结构配合物研究方面又取得了新的突破(J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 5943)。C60分子球面具有30对非完全离域的p电子。从配位化学的角度来看,C60分子可以通过30个C=C以hapto方式与30个过渡金属原子M配位,形成截半二十面体(Icosidodecahedron)的三十二面体核壳结构C60@M30(图a)。
然而,目前报道的结构中,C60最多只与6个M配位。主要原因可能是这些开壳层过渡金属都显示出较高的配位数,多个辅助配体引起的空间位阻不利于更多的金属原子在C60分子表面聚集配位。闭壳层金属Cu(I)可以与烯烃以hapto配位方式形成配合物,但是与开壳层金属相比,它们间的配位作用要弱得多。
研究表明,弱配位或非配位的抗衡阴离子有利于增强烯烃与Cu(I)的配位作用。然而,迄今为止,hapto型铜(I)富勒烯配合物还未见报道。本研究选取弱配位的氟代羧酸为辅助配体,以溶剂热合成方法,成功制备了系列铜(I)富勒烯配合物。与常规的溶液法合成相比,溶剂热合成是一种合成新颖配合物结构的常用方法。  wt_a42302020406140813_d316a1.jpg


wt_a52342020006140813_d693da.jpg本研究首次制备出以Cu3-[(μ3222)-C60]为基本结构单元的hapto型铜(I)富勒烯配合物,并且通过辅助桥连配体羧酸的浓度和分子结构(氟代羧酸和非氟代羧酸,单羧酸和双羧酸)的调控实现了配合物分子上Cu3单元与C60之间的比例调控(2:14:1 8:1),从而最终实现了从6核(配合物1,图b)、12核(配合物2,图c)直到24核(配合物34,图d)的高核铜(I)富勒烯(cuprofullerene)核壳结构配合物C60@Cu24。首次实现了C60分子24配位的金属富勒烯配合物,是迄今为止最接近C60分子饱和配位数(30)的配合物。TD-DFT计算结果进一步表明,Cu(I)原子内层d轨道对前线轨道的贡献极大地增强了配合物对可见光的吸收效率(ef)相关结果与汕头大学合作,发表在J. Am. Chem. Soc.上,汕头大学詹顺泽副教授和我院李丹教授为共同通讯作者。

Shun-Ze Zhan,* Guo-Hui Zhang, Jing-Hong Li, Jia-Li Liu, Si-Hui Zhu, Weigang Lu, Ji Zheng, Seik Weng Ng, and Dan Li*

Exohedral Cuprofullerene: Sequentially Expanding Metal Olefin Up to a C60@Cu24 Rhombicuboctahedron

J. Am. Chem. Soc.2020142, 5943-5947

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00090

来源:tryingchem 化学加

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwODA5MjQ3Ng==&mid=2653090388&idx=3&sn=db85a35d3334739e997ee05d3bb451c7&chksm=80a27c07b7d5f51162af3c42a47066453ef5650c325e0d47ccd06ba43e8c2da7a5b80cd5cb02#rd

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