背景介绍
在自然界中, 比如蜗牛、海螺以及南洋马蹄花等生物以及氨基酸与DNA等所表现出来的手性形态是一种重要的几何构象，作为必不可少的因素参与了整个生物圈的运转。一个化合物不存在镜面，对称中心或S4这三个对称元素，我们定义这化合物为手性结构。在生物化学、有机化学、催化、药学等领域，手性都有着非常重要的意义。 此外，最近几年发展起来的手性纳米材料让手性物质又多了一个用武之地，这些手性纳米材料拥有优异光操控能力，例如偏振控制、负折射率和手性传感等，应用前景极其光明。人们对于有机分子中中心手性、轴手性、平面手性、螺旋手性等手性构型已经有了广泛深入的认识。与碳原子键合形式相比，由纳米金属簇中配位模式丰富，而且多个金属离子通过不对称方式排列的手性金属簇化合物大大增加手性结构的多样性，推动物质手性产生机制的认识和理解。 尽管目前关于手性纳米金簇的研究方兴未艾，手性纳米金簇的研究成果丰富，仍然有以下三个重要的问题亟需解决。 PART-1 手性纳米金簇的合成利用手性色谱分离法耗时费力，而且往往要求纳米金簇有较高的产率。 化学拆分法则不适用于中性团簇，而且对交换抗衡离子有溶解性和团簇匹配度等要求。手性配体交换可能改变其金属核结构也有可能发生变化。 手性配体直接诱导控制合成操作简单、反应条件温和。但是直接在反应过程中使用手性配体合成手性金簇并获得其单晶结构，对合理的实验设计与结晶条件选择有一定需求，寻找合适的手性配体与金属核心结合一直是重点与难点，而且这种方法存在合成产率低、稳定性差、手性配体单一、结构模型还不够多以及研究不够系统深入等问题，严重制约手性纳米金簇的发展。 PART-2 所得化合物各相异因子(g)。 高强度的手性响应是旋光材料等光学器件基础研究和实际应用的基础，而报道中大多数手性纳米金簇的各相异因子低于0.004。 PART-3 手性信号的调控。 目前手性纳米金簇合成方法仍然是一锅法合成（One-pot synthesis），成簇之后手性结构一成不变，对其控制合成和手性调节的探索需求迫在眉睫。在手性纳米金簇的研究中，人们一直好奇能否通过外界因素诱导金属核心结构的变化，进而调控手性信号的强度。 二、 主要内容 我们团队探索了一种温和的含膦均配物保护的或者混合配体稳定的手性纳米团簇的合成策略。圆二色谱给出了完美的镜像，实验光谱的特征峰与在250-600 nm光谱范围内计算的峰位一致。理论计算显示在Au10团簇中 P^P-Au-C≡CR短链结构不仅能够导致由C2到C1手性对称性的还原，同时还会对电子系统产生强烈影响。实验结果表明，混合配体对于降低手性纳米团簇的对称性可能是一种有效策略。有趣的是，研究者们可以通过改变温度或者添加RC≡CAu实现Au9与Au10之间的相互转换。 三、 文章要点 1、合成与单晶结构 BINAP(1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦)的联萘模块因为其具有轴手性和大π环生色团，常作为手性信号输出模块。近日，我们采用直接还原金前驱体[(R)-/(S)-BINAPAu2]2+方法，合成了[Au9(R-/S-BINAP)4(CF3COO)3((R)-Au9/(S)-Au9)，此外，该研究通过在直接还原过程中引入炔配体，合成并单晶 X 射线衍射测定了炔膦共保护的： [Au10(R-/S-BINAP)4(p-CF3C6H4C≡C)](CF3COO)3((R)-Au10/(S)-Au10),Au9和Au10的单晶结构表明两个团簇的金属内核都是手性，Au9是C2对称性，而Au10是在Au9的核心基础上形成P-Au-C≡C-订书钉结构，降低C2对称性成C1对称性。 化合物(R)-Au9/(S)-Au9的单晶结构 (R)-Au9/(S)-Au9的圆二色光谱和各向异因子 2、手性结构转变与信号调控 该研究进一步发现并通过引入额外金属或配体，能够调控Au9与Au10的相互转换，并用紫外可见光谱，质谱和圆二色光谱证实这转化过程，这是手性纳米金簇首次通过原子级别的结构调控实现手性信号的调控。 (S)-Au9与 (S)-Au10转变:电子光谱跟踪过程 四、 展望 原子级别调控手性结构能够为控制金属纳米团簇的手性光学性质以及开辟它们在手性光功能材料的潜在应用提供一个新的平台，并有助于纳米材料可重构转换的研究。 ” 作者/ 回忆 做课题过程中碰到过一些不开心的事，容易让人心生烦躁。如果你一直抵抗，想着：我不想科研，我不喜欢做实验。你会发现这会让你更痛苦。但是如果你换个角度想：我想科研，我喜欢做实验。那么你就会发现，有些事真是骗不了自己啊。但是就算骗不了自己，有些问题总是回避不了的，撸起袖子，知难而上才是硬道理。 ” PROFILE 王佳琪 获2020年国家奖学金 化学系王泉明课题组 文章信息： DOI: 10.1021/jacs.8b11096 网址：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.8b11096
