光诱导下异构化驱动的发光多核金簇化合物的结构转化

　　在一价金（Au(I)）的配合物体系中，金…金相互作用被广泛应用于新颖超分子含金化合物的组装。而金…金相互作用对有机配体最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)能量的影响使这些多核超分子金化合物通常都具有良好的发光性质。然而，形成这些超分子金簇化合物的内在机理仍然不明朗，他们之间能够发生转化的例子很少报道。香港大学化学系任咏华研究组通过引入具有构型转换能力的顺式烯烃配体，成功实现了光诱导下的构型转换调控的十核与十八核金簇化合物之间的转化，并深入探讨了这一类多核超分子金簇化学物的组装原理与机制。相关的研究成果发表在2015年3月的《Journal of the American Chemical Society》（美国化学会志，JACS）上。 

　　该研究组通过向有机磷配体上引入具有顺反异构转化性质的烯烃基团，成功的将这些超分子金簇化合物功能化与活化。他们发现在光照下，十核金簇化合物上的顺式烯烃配体可以转化为反式烯烃，导致原来的十核金簇化合物的分解；同时随着新的金···金键的形成，重新组装成一个新型的十八核金簇化合物。通过设计一系列的控制实验，这一超分子簇与簇之间的转化过程可以利用多种检测方法来监测和控制，比如³¹P{¹H} NMR、紫外吸收、和发光光谱等。其中单晶结构的成功解析是完成这一重要工作的关键。结合这些多核金簇化合物的晶体结构，可以进一步揭示这些超分子金簇化合物的形成以及簇与簇之间转化的机理。另一方面，由于金…金键的存在，不仅仅支撑和诱导形成了这些化合物有意思的多核金原子簇的结构，而且还赋予他们独特的基于结构的发光性质。 

　　光诱导下异构化驱动的多核金簇化合物的结构转化以及他们的单晶结构。从单晶结构可以清楚的看到，从左边的十核金到右边的十八核金超分子簇合物，含烯烃的有机磷配体已经从顺式异构化到反式结构，导致了原有十核金簇化合物的分解和新的十八核的化合物的形成。同时结构和核数的不同又使两个超分子金簇化合物表现出截然不同的光物理性质。 

　　这个研究第一次发现顺反异构调控的结构转化可以在超分子多核金簇化合物体系中实现。为进一步揭示超分子多核金簇化合物的组装机理提供了线索，证明了在合适的条件下通过合理的设计，可以有效的调控这些超分子多核金簇化合物的组装与结构。在这一研究工作中，在北京同步辐射装置3W1A-生物大分子实验站帮助下确定的多核金簇超分子的晶体结构，为这一类簇合物的超分子结构和超分子之间的结构转化提供了直接的证据。这一类多核超分子金簇化合物不仅仅具有新奇多变的结构，而且拥有丰富的发光传感性质。这一研究中展现的光诱导的结构转化性质，未来有望应用于基于荧光超分子金簇化合物的光电材料以及光致变色材料的研究与发展。