超金属-金属成键导向手性超分子晶体材料的绝对不对称自组装

This project is aim to develop the “Supra-Metal-Metal Bonding oriented absolute asymmetric self-assembly” strategy for constructing chiralsupramolecular crystalline materials with high optical purity and spontaneous resolution. Further studies will be extend toward the application of the chiral crystalline materials in opto-electronic switches, fluorescent sensors, catalysis reactors, organometallic light-emitting diodes (OMLED) and nonlinear optical materials (NLO). The “absolute asymmetric self-assembly” means that the formation of chiral supramolecular crystalline materials is due to the design of directional assembly building blocks which are made from achiral starting materials in the absence of optically active regents or catalysts, which leads to the programmable self-assembly of the multi-functional ligands and to construct novelly and functionally chiral supramolecular crystalline materials or devices. Our group has accumulated the successful experience and the research foundation on the “Supra-Metal-Metal Bonding” oriented self-assembly for over one decade. The chemistry of Supra-Metal-Metal Bonding can provide richly structural and functional oriented assembly building blocks that provide the massive basis of the development of chiral supramolecular opto-electronic crystalline materials and devices.

本项目旨在发展"超金属-金属成键"骨架的手性超分子晶体材料的“绝对不对称自组装”合成新技术，制备高光学纯的自发拆分的手性超分子晶体材料，并探索其在光电开关、荧光传感、催化反应容器、有机金属发光二极管（OMLED），和非线性光学材料（NLO）方面的应用前景。所谓“绝对不对称自组装”是指超分子手性功能材料的形成是在无手性模板的条件下，设计具有方向选择性组装构筑功能的含金属-金属键分子化合物，引导多功能有机配体，在金属-配体配位和超金属-金属成键双重作用下，产生对称破缺，并通过同手性自组装过程得到自发拆分的高光学纯超分子材料。该技术建立在本实验室自主创立的超金属-金属成键程序分级可控自组装基础上，具有十多年的工作积累。超金属-金属成键分子化学可以提供丰富多样的组装构筑子，为新型的超金属-金属成键手性超分子晶体功能材料的发展打下了坚实的基础。

本项目旨在发展"超金属-金属成键"骨架的手性超分子晶体材料的“绝对不对称自组装”合成新技术，制备高光学纯的自发拆分的手性超分子晶体材料，并探索其在光电开关、荧光传感、催化反应容器方面的应用前景。本课题组设计合成了一系列具有方向选择性组装构筑功能的含金属-金属键分子化合物，引导多功能有机配体，在金属-配体配位和超金属-金属成键双重作用下，产生对称破缺，并通过同手性自组装过程得到自发拆分的高光学纯超分子材料。该技术建立在本实验室自主创立的超金属-金属成键程序分级可控自组装基础上，具有十多年的工作积累。超金属-金属成键分子化学可以提供丰富多样的组装构筑子，为新型的超金属-金属成键手性超分子晶体功能材料的发展打下了坚实的基础。因此，本项目立题的意义和创新点之处在于：运用“超金属-金属成键导向的绝对不对称自组装”合成手性超分子功能材料的理论和技术，设计合成双金属、三金属间成键组装构筑子以及多功能有机配体，经过程序分级可控自组装，从非手性分子组装模块出发可控精确低构筑出可自发拆分的光学纯的手性超分子光电功能晶体材料。并用同步辐射单晶衍射技术、圆二色谱、核磁共振、质谱、紫外、荧光光谱等手段表征，进一步研究这些手性超分子晶体材料的组装机制以及在有机金属发光二极管（OMLED）和非线性光学（NLO）性能等方面的潜在应用。除此之外，我们运用多种手段对对这类手性超分子的溶液和固态状态下的自组装过程和手性形成机制进行深入研究，从而为实现这类人工手性超分子晶体材料的手性光电功能与结构设计提供理论基础。