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暨大李丹、汕大詹顺泽 Angew（Hot Paper）：C60饱和配位的铜(I)富勒烯配合物

时间：2023-09-30 来源：浏览：

暨大李丹、汕大詹顺泽 Angew（Hot Paper）：C60饱和配位的铜(I)富勒烯配合物

暨大化学院化学与材料科学

化学与材料科学

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1991年，Pt-C60配合物结构的确定给确认C60分子结构提供了直接证据，为富勒烯C60的发现获得1996诺贝尔化学奖奠定了坚实基础。C60分子上有30个C=C键，如何充分利用将其球面多配位点的特点发挥到极致，是合成化学家孜孜不倦的追求。

近日， 暨南大学李丹教授、汕头大学詹顺泽副教授研究团队 在C60饱和配位的铜(I)富勒烯配合物方面取得新进展（图1），相关成果以"Icosidodecahedral Coordination-Saturated Cuprofullerene "为题发表在 Angew. Chem. Int. Ed. 并被选为 热点论文 （ Hot Paper ）。

图1. C60分子饱和配位的C60@Cu30核壳结构

C60分子是一种具有30个配位点的高对称性球形配体，如何充分利用其高对称性和多配位点这两个特点，制备出结构新颖的金属富勒烯配合物，是该团队的重要研究内容之一。

自2020年起，该研究团队就提出了利用C60分子表面30个C=C键作为配位点合成C60@M30核壳结构（图1）的设想，希望实现C60分子饱和配位。前期工作已经取得了系列研究进展，其中包括24核铜(I)富勒烯配合物及其区域异构体C60@Cu24（J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 5943-5947; Chem. Commun. 2022, 58, 5470-5473）等，离其饱和配位只有一步之遥。

近期，该团队以Cl作为单原子桥连配体，以苄胺为辅助配体，制备出了首例内嵌C60分子的C60@Cu30核壳结构(图1)，实现了C60饱和配位的神奇梦想。该结构是基于五层开普勒型氯化铜(I)富勒烯配合物（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202306748），显示出C60分子极较强的配位作用和模板效应。

在该配合物中，8个独立的Cu3单元被36个Cl桥连，形成一种常见的rhombicuboctahedron (rco)型Cu24多面体，这种Cu24多面体通过Cu(I)与24个C=C配位覆盖在C60分子表面(图2a)；C60分子上的6个残留C=C分别与6个Cu(I)配位，每个Cu(I)与分别与两个苄胺N原子配位(图2b)，圆满地完成了C60的饱和配位(图2c)。

图2.由Cl桥连的C60@Cu24 (a)和N配位的C60@Cu6 (b)两部分构成C60饱和配位结构(c)。

在30个Cu(I)的最外层，由36个桥连的Cl和12个N原子构成了一种由48个顶点、138 个边和92个三角形面构成的简单多面体（图3）。该多面体被M. O’Keeffee命名为ccf（图3c），其对偶多面体被命名为fcc(图3d)，都被收录于RCSR网站（https://rcsr.anu.edu.au/）。