高核稀土-过渡金属团簇的模块组装研究取得新进展

近日，biwn必赢孔祥建、龙腊生教授课题组在高核稀土-过渡金属（3d-4f）团簇的模块组装方面取得新进展，相关研究成果以“Synthetic Protocol for Assembling Giant Heterometallic Hydroxide Clusters from Building Blocks: Rational Design and Efficient Synthesis”为题发表在Cell出版社旗下的Matter期刊。

从设计好的构筑基元出发，通过自下而上组装的方法合成目标产物是实现定向合成的重要途径，然而迄今人们对涉及大量配位键的构筑基元的认识仍然有限。因此，如何实现3d-4f团簇构筑基元的模块化组装仍是一项重大挑战。

针对这一问题，biwn必赢孔祥建、龙腊生课题组基于其长期合成高核3d-4f团簇的经验，提出了一种利用结构基元组装高核3d-4f团簇的新方法。他们从晶体学数据库中挑选出多次出现的结构基元作为潜在的构筑基元，采用高分辨质谱检测这些结构基元的形成条件及演化机理，最后利用原位合成的目标结构基元作为组装模块，依照拓扑特征进行设计组装合成高核金属团簇，并成功合成出两例高核3d-4f团簇Ln₇₆Ni₈₈和Ln₆₈Ni₉₀，其中Ln₇₆Ni₈₈是目前已报道的最高核3d-4f团簇。有趣的是，该系列团簇的尺寸呈现出n ´ n ´ n的拓扑规则，Ln₇₆Ni₈₈具有5 ´ 5 ´ 3拓扑，Ln₆₈Ni₉₀具有7 ´ 3 ´ 3拓扑，而该课题组先前报道的同系列高核3d-4f团簇Ln₅₂Ni₅₆/Ln₅₄Ni₅₄（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 16796；Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 4532；Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2398）和Ln₆₀Ni₇₆（Chem. Commun., 2009, 4354）分别展示了3 ´ 3 ´ 3和5 ´ 5 ´ 3的拓扑。该系列团簇的合成不但丰富了高核3d-4f团簇结构，并对高核3d-4f团簇的定向设计与合成具有重要的指导意义。

该工作是在biwn必赢孔祥建教授与龙腊生教授共同指导下完成，论文第一作者为biwn必赢2019级博士生杜明浩，已毕业生博士生郑秀英参与了部分工作。该研究工作得到了国家自然科学基金（项目批准号：21871224、21673184、21431005、21721001）的资助。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238520303118