原子精确的有机/无机配体保护金属团簇因其精美的结构、独特的发光特性和电子吸收特征,成为材料化学研究的前沿。在币金属纳米团簇中,银团簇因其优异的光物理与光化学性质备受关注。但受限于银的高反应活性与易氧化性,其稳定性一般较差。过去几十年,科学家通过多种策略提升银团簇稳定性:构建异金属合金团簇、设计混合价态掺杂以及开发新型保护配体等。 近日,西北大学韩英锋教授团队在前期工作基础上成功合成了首例全氮杂环卡宾(NHC)配体保护的Ag8环,并通过单晶X射线衍射、核磁共振(NMR)和高分辨质谱(HR-ESI)等对其结构进行了表征。
通过设计合成基于双咪唑鎓盐的环状配体作为氮杂环卡宾前驱体,成功制备了以[Ag8K2(CO3)2]6+单元作为超原子银纳米环中心结构。通过单晶X射线衍射进一步阐明了新型银环团簇的结构,该团簇化学式为[Ag8K2L4(CO3)2](PF6)6,其核心是由Ag8环构成,其通过强配位键和弱超分子相互作用稳定。此外,采用能量分解分析结合自然键轨道方法(EDA-NOCV)分析了[Ag8K2L4(CO3)2](PF6)6团簇中的键合作用,尤其是对金属-配体键合本质进行分析的结果表明其稳定能主要来源于Ag8环与NHC配体之间的强静电吸引作用。 该研究为利用NHC配体构建银功能体系开辟了新途径,有望推动基于NHC配体构筑新型结构及其在功能材料等领域的发展。 论文信息 All-N-Heterocyclic-Carbene Protected Superatomic Ag8 Cluster Li-Ying Sun, Fang Wang, Yuan Shui, Tao Yang, Ying-Feng Han Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202510845