在过去的二十多年间，金属配位化学已经成为一种组装高效且被多学科广泛使用的超分子自组装方法。基于金属配位键的形成，科学家们不仅合成了令人赏心悦目的离散型多维度超分子结构，而且制备了丰富的具有光学活性、化学传感、癌症诊疗以及催化性质的金属配合物。理解金属有机化合物及其配合物的光物理行为和电子结构是实现它们在以上各研究领域应用的基础和关键。
近日，美国犹他大学的Manik Saha（通讯作者）、颜徐州（通讯作者，现为斯坦福大学博士后）和Peter Stang教授（通讯作者）基于其课题组近期发表的关于有机铂金属化合物及其自组装2D金属大环和3D金属笼结构的光物理性质以及荧光应用方面的工作，系统的总结了它们各自的光物理行为，并研究了金属配位键的形成、组装体结构、取代基以及阴离子效应对组装体光学性质和应用的影响。
图1：有机铂化合物的发光机理（左）以及组装成2D金属大环后取代基对发光性质的影响（右）。图片来源：Acc. Chem. Res./ACS
文章从有机铂化合物的荧光发光机理出发，解释了金属铂的引入会增强系间跨越（ISC）和分子内电荷转移（ITC）过程，从而使有机铂化合物发射光谱红移，并伴随着降低的荧光量子产率和寿命（图1，左）。紧接着探讨了有机铂化合物组装成2D金属大环后的发光行为和机理，详细总结了大环结构、取代基效应（图1，右）、发色团配体种类等对组装体光学性质的影响，并介绍了相关性质在癌症诊疗以及爆炸物检测方面应用。通过3D有机铂金属笼结构和具有聚集诱导发光性质的配体结合，作者阐述了刚性笼状物的形成有利于抑制聚集诱导发光分子的旋转，从而制备出可调节发光波长和量子产率的大分子金属笼状物，并实现了白光发射和对结构类似小分子的检测（图2）。相关工作以专论的形式发表在Accounts of Chemical Research上。
图2：(A) 3D有机铂笼状物的多组分自组装。(B) 金属笼在二氯甲烷和正己烷混合溶剂中的发光照片。(C) 金属笼的CIE图表。(D) 金属笼在不同溶剂中的荧光光谱及照片。图片来源：Acc. Chem. Res./ACS
该论文作者为：Manik Lal Saha*, Xuzhou Yan*, Peter J. Stang*
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.accounts.6b00416
Photophysical Properties of Organoplatinum(II) Compounds and Derived Self-Assembled Metallacycles and Metallacages: Fluorescence and its Applications.
Acc. Chem. Res., 2016, 49, 2527-2539, DOI: 10.1021/acs.accounts.6b00416
导师介绍
Peter J. Stang教授：http://www.x-mol.com/university/faculty/1752
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