手性普遍存在于自然界，是生命體系的基本特征之一。從原子級水平上研究手性團(tuán)簇的手性來源、多重手性，對手性化學(xué)和團(tuán)簇化學(xué)具有重要意義。然而，手性金屬有機簇合物僅約占手性晶態(tài)化合物的7.8%，集中在貴金屬、稀土和過渡金屬。近期，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所研究員方偉慧采用協(xié)同配位合成策略，構(gòu)筑出首類手性鋁氧簇（cAlOCs），并應(yīng)用于圓偏振發(fā)光。

自然界中，氨基酸的分子手性決定蛋白質(zhì)的螺旋手性，最終表現(xiàn)為多尺寸的生物分子的宏觀手性。此類由手性氨基酸和輔助螯合配體2，6吡啶二羧酸穩(wěn)定的cAlOCs-Al5簇體系，整合了團(tuán)簇分子的手性、類DNA手性雙螺旋以及手性氫鍵qtz拓?fù)洹；�于團(tuán)簇間的氫鍵弱相互作用，該研究實現(xiàn)了團(tuán)簇間的手性轉(zhuǎn)移與放大，并為組裝手性拓?fù)涮峁┝艘运倪B接的團(tuán)簇為節(jié)點的新拓?fù)鋵W(xué)方法。此外，這種協(xié)同配位合成策略具有良好的普適性，可擴(kuò)展到不同的同構(gòu)配體以及不同的抗衡離子。此類cAlOCs材料可以實現(xiàn)克級水平放大合成，具有較好的穩(wěn)定性和高的BET比表面積。

此外，該研究將這類cAlOCs材料應(yīng)用在手性光學(xué)中。由于團(tuán)簇的超分子結(jié)構(gòu)存在直徑約1納米的一維通道以及團(tuán)簇抗衡陰離子具有可替換性，研究利用納米級的螺旋孔道負(fù)載陰離子的有機染料分子CF351^2-。廣泛的表征證明了染料分子在晶體中的成功摻雜和均勻分布，同時，分子模擬計算進(jìn)一步證實了熒光染料陰離子通過靜電以及氫鍵相互作用與正電荷的Al5簇相結(jié)合。手性螺旋孔道和熒光陰離子染料分子之間的手性轉(zhuǎn)移，使得摻雜熒光陰離子染料后材料具有明顯的圓偏振發(fā)光（CPL）信號，且信號強度相當(dāng)于部分手性貴金屬的CPL。該材料可進(jìn)一步制備成柔性、透明和廉價的CPL薄膜，展示了潛在的應(yīng)用價值。

化合物的多重手性以及制備柔性CPL薄膜的示意圖

上述研究為手性鋁氧簇的合成提供了有效方法，并為低成本的CPL材料合成提供了新途徑。相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.3c13244