炔保护金纳米团簇研究取得新进展

        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新进展，相关结果以“Alkynyl-Protected Au₂₃ Nanocluster: A 12-Electron System”为题发表于《德国应用化学》(Angew.Chem. Int. Ed., 2015, 54, DOI: 10.1002/anie.201500590)。

        金纳米团簇一方面在基础研究中具有重要性，另一方面在实际应用中极具潜力。与硫醇或者膦配体保护的金纳米团簇相比，炔配体保护的金纳米团簇是一个新兴的领域。王泉明教授课题组在前期发现的炔金团簇Au₁₉的研究基础上，通过有机膦配体的调控，成功地获得了新颖的Au₂₃金纳米团簇。该团簇具有全新的Au₁₇核心，由两个传统的Au₁₀共用三个顶点形成，具有D_3h对称性。与含8个自由电子的Au₁₉有重要区别的是_，Au₂₃是一个12电子体系，不符合闭壳电子结构。理论计算发现其超原子1D轨道在D_3h对称性下发生分裂，从而使非闭壳电子结构得到稳定。此外，再次发现围绕着核心的V形（PhC≡C-Au-C≡C(Ph)-Au-C≡CPh）表面订书钉模式，表明这一结构形式在炔保护金纳米团簇中具有普遍性，并预示着类似的结构新模式等待着人们去发现。

            
        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工作。美国加州大学河滨分校的江德恩及其博士后唐青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)、利用“团簇连接法“构筑发光多孔骨架材料（Angew. Chem. Int. Ed.2014,53, 12771）以及首次利用直接还原法获得炔保护的金纳米团簇（J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 652）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://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201500590/abstract