金屬簇的手性：揭開金屬原子的排列與圓二色譜響應的關系

劉鳴華

（國家納米科學中心，中國科學院納米科學卓越中心，北京100190）

金屬簇的手性：揭開金屬原子的排列與圓二色譜響應的關系

劉鳴華

（國家納米科學中心，中國科學院納米科學卓越中心，北京100190）

分子及分子組裝體的手性是化學研究的一項重要內容，它不僅對于認識生命體系中手性識別、手性轉移等具有重要意義，而且對于藥物化學、非線性光學材料等研究也具有重要影響。長期的研究使得人們對于有機化合物中以碳為中心的手性存在形式，如中心手性、軸手性、平面手性、螺旋手性、固有手性等有了深入的認識和理解。然而，對于由其它原子構成的分子及組裝體的手性研究卻相對較少。開展不同原子組成及不同尺度上的手性研究不僅使得人們對于手性轉移、手性放大等現象有更加深刻的認識，同時也可能催生新的手性催化劑的發現。

近期，清華大學化學系趙亮課題組在Journal of the American Chemical Society雜志上發表了他們在手性金屬納米簇（chiral metal nanoclusters）方面的最新研究成果1。

他們利用一系列具有相同絕對構型的手性二胺配體合成了具有非平面S型和反S型排列的六核手性金簇。研究表明，相對于由單氨基手性配體構筑的平面三核金簇產生的極其微弱的圓二色信號，這些六核手性金簇表現出了較強的圓二色響應。三核金簇與六核金簇化合物的晶體結構以及含時密度泛函理論（TD-DFT）計算表明，六核金簇較強的圓二色譜響應與主要分布在六核金簇上的最高占有分子軌道（HOMO）軌道密切相關，由此證實此類金簇化合物的圓二色譜的響應與金屬原子的空間手性排列直接相關。同時，他們建立了一個六核金簇模型，通過TD-DFT計算證實兩個Au3平面間的二面角會顯著影響圓二色響應，由此解釋了S型與反S型金簇為何在最大吸收波長處表現出相反的Cotton效應。該研究結果表明，相同絕對構型的手性配體不一定能夠誘導出具有相同手性排列的金屬簇。同時，本項研究將金屬原子的手性排列與其圓二色響應直接聯系在一起，為理解手性金屬簇結構與性能的關系提供了一個良好的模型，也為深入研究金屬簇的手性以及合理設計新型手性金屬簇催化劑提供了基礎。

References

（1）He，X.；Wang，Y.；Jiang，H.；Zhao，L.J.Am.Chem.Soc.2016，138，5634.doi:10.1021/jacs.6b01658

［Highlight］10.3866/PKU.WHXB201605253www.whxb.pku.edu.cn