原子精確的有機(jī)/無(wú)機(jī)配體保護(hù)金屬團(tuán)簇因其精美的結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的發(fā)光特性和電子吸收特征,成為材料化學(xué)研究的前沿。在幣金屬納米團(tuán)簇中,銀團(tuán)簇因其優(yōu)異的光物理與光化學(xué)性質(zhì)備受關(guān)注。但受限于銀的高反應(yīng)活性與易氧化性,其穩(wěn)定性一般較差。過(guò)去幾十年,科學(xué)家通過(guò)多種策略提升銀團(tuán)簇穩(wěn)定性:構(gòu)建異金屬合金團(tuán)簇、設(shè)計(jì)混合價(jià)態(tài)摻雜以及開(kāi)發(fā)新型保護(hù)配體等。 近日,西北大學(xué)韓英鋒教授團(tuán)隊(duì)在前期工作基礎(chǔ)上成功合成了首例全氮雜環(huán)卡賓(NHC)配體保護(hù)的Ag8環(huán),并通過(guò)單晶X射線衍射、核磁共振(NMR)和高分辨質(zhì)譜(HR-ESI)等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
通過(guò)設(shè)計(jì)合成基于雙咪唑鎓鹽的環(huán)狀配體作為氮雜環(huán)卡賓前驅(qū)體,成功制備了以[Ag8K2(CO3)2]6+單元作為超原子銀納米環(huán)中心結(jié)構(gòu)。通過(guò)單晶X射線衍射進(jìn)一步闡明了新型銀環(huán)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu),該團(tuán)簇化學(xué)式為[Ag8K2L4(CO3)2](PF6)6,其核心是由Ag8環(huán)構(gòu)成,其通過(guò)強(qiáng)配位鍵和弱超分子相互作用穩(wěn)定。此外,采用能量分解分析結(jié)合自然鍵軌道方法(EDA-NOCV)分析了[Ag8K2L4(CO3)2](PF6)6團(tuán)簇中的鍵合作用,尤其是對(duì)金屬-配體鍵合本質(zhì)進(jìn)行分析的結(jié)果表明其穩(wěn)定能主要來(lái)源于Ag8環(huán)與NHC配體之間的強(qiáng)靜電吸引作用。 該研究為利用NHC配體構(gòu)建銀功能體系開(kāi)辟了新途徑,有望推動(dòng)基于NHC配體構(gòu)筑新型結(jié)構(gòu)及其在功能材料等領(lǐng)域的發(fā)展。 論文信息 All-N-Heterocyclic-Carbene Protected Superatomic Ag8 Cluster Li-Ying Sun, Fang Wang, Yuan Shui, Tao Yang, Ying-Feng Han Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202510845