金纳米簇由于其超小的尺寸、不同的金属-配体相互作用和精确的原子结构，在催化、光学以及在原子水平上探究其结构-性质相关性等领域而受到广泛关注，构建具有开放位点的金纳米团簇是科研工作者们长期追求且具有挑战性的目标。
Pincer配体保护的金属纳米团簇是一类通过螯合型配体进行稳定和功能化的金属纳米团簇，其尺寸一般在1-3nm之间。这种配体结构通常由一个中央配体基团和两个侧臂组成，通常通过C、N或P等元素与金属中心形成三个配位键，从而提供了强大的配位能力和高度的稳定性。Pincer配体保护的金属纳米团簇具备高稳定性、精确的尺寸控制、可调控的电子和光学性质、增强的催化活性和选择性以及功能化的灵活性等优点，在催化、生物医学、材料科学和纳米技术领域具有广泛的应用前景。
安徽大学李漫波教授在金纳米簇的合成中引入了Pincer配体PNP(2,6-双(二苯基膦甲基)吡啶)，从而构建结构精确的Au8(PNP)4纳米簇，首次在金属纳米簇中实现了“开放有机位点”的构建[1]。
图1 Au8(PNP)4金纳米簇合成路线
图2 Au8(PNP)4金纳米簇的结构
PNP的刚性和独特的键合模式使Au8(PNP)4纳米簇表面上具有四个开放氮位点。这些位点可被用作多功能位点，用于高效催化Michael加成反应，研究结果表明，Au8(PNP)4在催化Michael加成反应中表现出高活性，如图3所示，0.3 mol%的Au8(PNP)4催化查耳酮（3a）和硝基甲烷（4a）的反应，能以89%的收率得到Michael加成产物5a。
图3 (a)不同催化剂对Michael加成反应的催化效率 (b) Au8(PNP)4催化Michael加成反应的底物范围
安徽大学物质科学与信息技术研究院教授，博士生导师。2008年和2013年在中国科学技术大学获学士和博士学位；先后在中国科学院固体物理研究所（2013-2016年）、阿卜杜拉国王科技大学（2016-2017年）和斯德哥尔摩大学（2017-2019年）从事助理研究员或博士后研究；2019年12月至今在安徽大学工作，长期从事金属团簇合成及催化研究。以通讯作者在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nat. Commun.、Nano Lett.、CCS Chem.、Acc. Chem. Res.等期刊发表论文50余篇。主持国家自然科学基金委优青、重大研究计划培育、面上、青年等项目。先后获安徽省优青、安徽省百人、英国皇家学会Nanoscale期刊新锐科学家、Thieme Chemistry Journal Award国际学术奖。
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品名 | 缩写 | 货号 |
Gold nanocluster, 99% 金团簇 | Au8(PNP)4 | 9419271 |
参考文献
Zhang T S, Fei W, Li N, et al. Open nitrogen site-induced kinetic resolution and catalysis of a gold nanocluster[J]. Nano Letters, 2022, 23(1): 235-242.
