炔保护金纳米团簇研究取得重要进展

        王泉明教授课题组与美国加州大学河滨分校江德恩教授合作在炔保护金纳米团簇方面取得重要进展，相关结果以“Au₁₉ Nanocluster Featuring a V-Shaped Alkynyl-Gold Motif”为题发表于《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.DOI:10.1021/ja512133a)， 并入选ACS Editor’s Choice.

        金纳米团簇在催化、生物、传感、光电等方面具有广泛的应用价值。由于金纳米团簇具有确定的组成和结构，有助于深入认识物质结构与性能的关系。目前国际上对硫醇或者膦配体保护的金纳米团簇进行了广泛的研究，而新型外围保护配体的应用对获得团簇结构多样性和性能可控性具有特别重要的意义。王泉明教授课题组在前期炔银团簇的研究基础上，将炔配体应用到金纳米团簇的合成中，成功地获得了新颖的Au₁₉金纳米团簇, 并利用单晶x射线衍射方法测定其分子结构。该结构以Au₁₃为核心，外围包含三个首次发现的V形（PhC≡C-Au-C≡C(Ph)-Au-C≡CPh）的表面订书钉模式，与硫醇保护的Au₂₅外围的Au₂(SR)₃单元异曲同工。这一结构信息对研究炔保护的金纳米团簇、端基炔参与的表界面作用以及含炔基催化反应中间体研究，提供了重要的研究依据。通过含时密度泛函理论计算，研究了该Au₁₉的电子结构，并发现苯乙炔参与整个团簇的前线轨道。

        该项工作为发现炔保护的金团簇新成员开启了一扇门，预示着配体保护的金纳米团簇的研究充满无限的可能。

          
        该研究在王泉明教授的指导下主要由博士生万贤楷完成，博士生袁尚富参与了部分的表征工作。美国加州大学河滨分校的江德恩及其博士后唐晴进行了理论计算方面的工作。除本项研究外，王泉明课题组近期在配体保护的金团簇化学方面陆续取得了系列进展，包括首次测定了Au20 纳米团簇的单晶结构 (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14750)、发现了金团簇在C-H活化方面的特殊反应性 (J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6435)、通过团簇的后修饰实现了团簇手性的控制（J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16184）、首次发现具有手性核心的金纳米团簇(Angew. Chem. Int. Ed.2014,53, 2923)以及利用“团簇连接法“构筑发光多孔骨架材料（Angew. Chem. Int. Ed.2014,53, 12771）等。

        该研究得到国家自然科学基金委（项目批准号：21125102、21390390、21473139）和科技部（项目批准号：2014CB845603）的资助。

        论文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja512133a