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福建物构所应邀在英国皇家学会Chem Soc Rev上撰写氧合簇化学研究成果
更新日期:2012-09-03  

在国家杰出青年科学基金、科技部973计划的资助下,福建物构所结构化学国家重点实验室杨国昱课题组在氧合簇化学领域取得系列进展,相关研究结果以综述形式应邀发表在英国皇家学会Chem Soc Rev杂志上(Chem. Soc. Rev., 2012, DOI: 10.1039/C2CS35133A)。该文从合成方法学的角度总结了十几年来取代型金属氧合簇在常规条件下的水溶液合成化学、水热合成化学及结构化学等领域所取得的进展,尤其对嵌入缺位金属氧合簇单元中的顺磁性过渡金属氧合簇的核数及丰富构型等进行了重点阐述。

自从缺位金属氧合簇单元作为反应前驱体应用到金属取代的新颖氧合簇合成以来,其合成方法均采用常规条件下的水溶液法(100°C以下、大气压力),这是因为缺位金属氧合簇单元不稳定,在水溶液中容易降解成更小的碎片或重组成稳定的饱和型金属氧合簇多阴离子。尽管通过该方法获得了许多新颖构型及相应性能的取代型金属氧合簇,但由于一些无机或有机原料在常规条件下不溶解或溶解性很差,使合成反应很难发生;同时,因有机成分很难引入而使反应产物的组成为单一的无机组分。

基于上述研究现状,该课题组自2005年以来系统开展了基于缺位金属氧合簇单元为前驱体的水热化学研究,不仅开拓了缺位取代型金属氧合簇的合成方法,而且提出了缺位点结构导向思想。该思想的核心是:缺位金属氧合簇的缺位位点可以作为结构导向剂诱导第二金属在缺位处聚集成簇,进而构建新型的金属氧合簇、簇聚集体及簇聚物等。通过在缺位点引入不同属性的金属离子,可实现不同取代型金属氧合簇的结构与性能调控。在实验过程中,进一步发展了缺位点结构导向思想,如通过两个或多个缺位单元间的协同导向作用、通过缺位点结构导向与有机配体导向组装间的协同作用、通过缺位点结构导向与降解作用协同及空间位阻调控、通过缺位点结构导向与周边取代及轴向取代间的协同作用等策略构建了系列簇聚集体、簇聚物、簇有机骨架及簇有机多面体等,研究了其相关性能。相关代表性结果包括:Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 3909-3913 (Cover); Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 7176-7179(Inside Cover); J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 15102-15103; Chem. Commun., 2007, (18), 1858-1860; Chem. Commun., 2008, (5), 570-572; Chem. Commun., 2012, 48, 9658-9660; Chem. Eur. J., 2007, 13, 10030-10045; Chem. Eur. J., 2008, 14, 9223-9239; Chem. Eur. J., 2011, 17, 13032-13043; Inorg. Chem., 2007, 46, 10944-10946; Inorg. Chem., 2007, 46, 4569-4574; Inorg. Chem., 2009, 48, 8294-8303; Chem. Asian J., 2007, 2, 1380-1387等。

此外,杨国昱研究员主编出版了《氧基簇合物化学》(科学出版社,2012,国家科学技术学术著作出版基金资助)专著1部,并在徐如人先生主编的《Modern Inorganic Synthetic Chemistry》(Elsevier,2011)专著中撰写1篇专章(Synthetic Chemistry of Cluster Compounds)。

(科技处供稿)