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Nat. Commun.:在分子水平上揭示Ag14纳米团簇的手性起源和同手性结晶2021-10-06

第一作者:梁晓倩

通讯作者:孙頔

通讯单位:山东大学

研究内容:

手性普遍存在于(超)分子结构中,如生物体内的DNA和植物体内的天然产物,在生物活性、催化、药物和其他各种应用中起着举足轻重的作用,但控制手性和揭开复杂组装体手性起源的奥秘仍然是一个挑战。虽然手性溶剂诱导的手性小分子的对映选择性制备和分离已经很成熟,但用非手性溶剂实现这一过程仍然面临着巨大的挑战,特别是对于纳米簇、纳米颗粒和超分子等结构的材料。因此,本文由山东大学孙頔教授报道了两个具有固有手性的同手性Ag14纳米团簇,通过对团簇分析与计算,为表面旋转诱导的手性配体保护银纳米簇的合成和对映体分离提供了一种方法。这项工作不仅为全非手性环境下手性银纳米簇的合成提供了策略指导,而且通过识别团簇内和团簇间超分子相互作用的特殊效应,在分子水平上解释了手性的起源。

示意图1:自发分解过程的示意图

要点一:

在丙酮/CH2Cl2中分离得到了由pntp和dpph非手性配体保护的外消旋Ag14纳米团簇(SD/rac-Ag14a),并在乙腈中再结晶将其进一步分离为其组分对映体。Ag14纳米团簇的固有手性是由Ag8立方体的6个方面旋转方向相同引起的,这些方面被pntp配体之间的π···π相互作用锁定,在固体状态下保持手性。

要点二:

外消旋(SD/rac-Ag14a)向同手性纳米团簇(SD/L-Ag14和SD/R-Ag14)重新结晶SD/Rac-Ag14a中,C-H···O/N氢键是由pntp中的硝基氧原子或dpph中的芳香氢键或Ag14纳米团簇上的dpph形成的O/N氢键促进均手性结晶。

1SD/rac-Ag14a的分子结构。

2:SD/rac-Ag14a的包装结构。

3Ag8立方体上所有方面的旋转示意图。

4SD/L-Ag14包装结构。

5SD/L-Ag14和SD/R-Ag14在固态下的电子光谱。

6SD/L-Ag14和SD/R-Ag14的发光光谱。

参考文献

Xiao-Qian Liang, Ying-Zhou Li, Zhi Wang, Shan-Shan Zhang, Yi-Cheng Liu,Zhao-Zhen Cao, Lei Feng, Zhi-Yong Gao, Qing-Wang Xue, Chen-Ho Tung,Di Sun, Revealing the chirality origin and homochirality crystallization of Ag14 nanocluster at the molecular level, Nat. Commun. ,12 (2021) 4966.

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