Kirala koordinationsburar har potentiella tillämpningar inom enantioselektiv igenkänning, avkänning och symmetrisk katalys. I allmänhet kan kirala koordinationsburar syntetiseras antingen genom att utgå från enantiopura ligander/metallorganiska prekursorer eller upplösning/modifiering efter montering med kirala hjälpämnen. På grund av bristen på strukturer och deras begränsade hålrum, behöver värd-gäst-kemiska egenskaper hos lantanid-organiska burar fortfarande utforskas, särskilt baserat på icke-kovalent värd-gäst-interaktion, den stereoselektiva syntesstrategin för lantanid-organiska burar inducerad av kiral gäst som mall har inte rapporterats.

I en studie publicerad i Journal of the American Chemical Society , forskargruppen ledd av prof. Sun Qingfu från Fujian Institute of Research on the Structure of Matter av den kinesiska vetenskapsakademin rapporterade gästdriven självmontering och kiral induktion av fotofunktionella lantanid-tetraedriska burar.

I tidigare arbete fann forskarna att interligand π-π stapling spelar en avgörande roll i bildandet av lantanid-organiska sandwichstrukturer. På grundval av detta, i denna studie, uppnådde de den mallkontrollerade syntesen av lantanid-organiska tetraedriska burar genom att introducera extra elektronrika aromatiska gästmolekyler för att störa π-π-staplingseffekten mellan ligander.

Forskarna erhöll enkristallstrukturerna av värd-gästkomplex av alla åtta akirala gäster, bevisade exakt interaktionsmekanismen mellan värden och gästen och analyserade kvantitativt olika gästers inducerande förmåga genom nukleär magnetisk resonans (NMR) titrering.

Volymberäkningar baserade på enkristallstrukturen visade att den rika koordinationskonfigurationen av lantanidjoner förser de lantanidorganiska tetraedriska burarna med kontinuerligt avstämbara substratanpassade kaviteter.

Fotokemiska och fotofysiska prestandatester visade att den icke-kovalenta inneslutningen av pyren inom Eu₄ L₄ bur inte bara dämpade dess excimer-utsläpp utan underlättade också effektiv värd-gäst-energiöverföring.

Vidare insåg forskarna kiral induktion på de lantanid-tetraedriska burarna när enantiopura bifenolmallar användes, vilket gav upphov till starkt cirkulärpolariserad självlysande Eu₄ L₄ burar, med höga dissymmetrifaktorer av glum upp till ±0,125, och uppnådde kiral transkription från liten molekylpunktskiralitet till supramolekylär topologisk kiralitet.

Denna studie ger en ny väg för syntesen av kirala lantanid-organiska burar och för sensibiliserad luminescens av lantanid-organiska arkitekturer baserat på värd-gäst-energiöverföring. + Utforska vidare

Hexameriska lantanid-organiska kapslar med tertiär struktur, emergenta funktioner