基于对称性Ru/Ir金属配体的超分子组装与性能研究

This project aims at the fabricating of new Ru/Ir-based metalloligands with excellent opto-electronic and catalytic properties as well as symmetric coordination linking abilities. Assembly of the Ru/Ir metalloligands with selected secondary metal ions or building units will give rise to MOC or MOF type supramolecular coordination complexes with definite inner cavities. By synergistic emission and energy transfer between Ru/Ir metalloligand center and sencondary metal center, vis- to near infrared luminescence can be modulated or lead to white light emission. And based on responses in the opto-electronic properties of Ru/Ir containing MOC/MOF complexes, the recognition of different guest molecules or anions can be achieved in host-guest interaction systems. On the other hand, using the Ru/Ir metalloligand-based MOC/MOF materials with definite cavities, photocatalysis or heteronuclear catalysis can also be studied with a good platform.

本课题计划利用Ru/Ir化合物在光电与催化等方面具有的独特性能，从含对称性结构特征的Ru/Ir金属配体(metalloligand)出发，构筑金属-有机笼状(MOC)或框架（MOF）结构超分子配合物。即在合成MOC/MOF材料时，将传统的有机小分子配体换为具有特定对称性的Ru/Ir配位单元的金属配体，从而原位得到含Ru/Ir的MOC/MOF材料。我们期望得到含Ru/Ir金属配体的MOC/MOF材料具有理想的孔洞结构，这样可以利用主客体相互作用来研究处于孔洞中的客体分子对主体化合物光电性质的影响，从而使该类材料具有荧光或电化学传感的效应，以及利用不同发光中心进行可见至近红外发光的调节或产生白光。同时我们可以利用金属Ru/Ir本身具有的催化性质，来研究光催化和异相催化过程中孔洞内金属中心的催化行为，这样不仅利用了金属Ru/Ir配位单元的催化活性，也利用了MOC和MOF本身作为催化剂所具有的尺寸

Ru/Ir配位化合物在光、电、催化、生物、立体化学等不同方面具有独特的性能，从含对称性结构特征的Ru/Ir金属配体出发，不仅可以定向构筑金属-有机笼(MOC)或金属-有机框架（MOF）等结构类型迥异的超分子配合物，同时也通过预设金属Ru/Ir配位单元的功能活性中心，赋予目标超分子良好的潜在性能和应用前景。本项目经过四年执行期，已按照原定计划顺利完成。重点以光功能导向为目标，设计了一系列基于Ru/Ir金属-有机配位单元的对称性金属配体，进一步组装得到了若干含Ru/Ir功能单元的MOC/MOF、分立单/双核等不同结构类型的金属-有机配位超分子，研究了其空腔尺寸与疏水效应作用下的选择性客体分子结合、光敏分子保护、光学手性客体拆分、可见-近红外发光调控与传能机理、光催化与光动力学治疗等性能。在J. Am. Chem. Soc.、Nat. Commun.等期刊上发表高水平研究论文35篇，获授权国家发明专利1件，申请国家发明专利3件。团队成员参加国内外学术会议20余人次，做邀请报告7次。项目执行过程中，负责人潘梅晋升教授，并获得广东省特支计划百千万工程青年拔尖人才；参与人江继军晋升副教授。出站博士后1人，毕业博士研究生4人，硕士研究生2人，在读博士生5人，硕士生2人。