Les cages de coordination chirale ont des applications potentielles dans la reconnaissance énantiosélective, la détection et la catalyse symétrique. En général, les cages de coordination chirales peuvent être synthétisées soit en partant de ligands énantiopurs/précurseurs organométalliques, soit en post-assemblage/résolution/modification avec des auxiliaires chiraux. En raison de la rareté des structures et de leurs cavités limitées, les propriétés chimiques hôte-invité des cages lanthanides-organiques doivent encore être explorées, en particulier sur la base de l’interaction hôte-invité non covalente, la stratégie de synthèse stéréosélective des cages lanthanides-organiques induite par l’invité chiral comme modèle n’a pas été signalé.
Dans une étude publiée dans Journal de l’American Chemical Societyle groupe de recherche dirigé par le professeur Sun Qingfu de l’Institut de recherche sur la structure de la matière du Fujian de l’Académie chinoise des sciences a rapporté l’auto-assemblage et l’induction chirale de cages tétraédriques de lanthanides photofonctionnelles.
Dans des travaux antérieurs, les chercheurs ont découvert que l’empilement interligand π-π joue un rôle crucial dans la formation de structures sandwich lanthanide-organique. Sur cette base, dans cette étude, ils ont réalisé la synthèse contrôlée par matrice de cages tétraédriques organiques de lanthanides en introduisant des molécules hôtes aromatiques riches en électrons supplémentaires pour perturber l’effet d’empilement π-π entre les ligands.
Les chercheurs ont obtenu les structures monocristallines des complexes hôte-invité des huit invités achiraux, prouvé avec précision le mécanisme d’interaction entre l’hôte et l’invité et analysé quantitativement la capacité d’induction de différents invités par titrage par résonance magnétique nucléaire (RMN).
Les calculs de volume basés sur la structure monocristalline ont démontré que la riche configuration de coordination des ions lanthanides dote les cages tétraédriques organiques lanthanides de cavités adaptables au substrat accordables en continu.
Des tests de performances photochimiques et photophysiques ont montré que le confinement non covalent du pyrène dans la cage Eu4L4 non seulement supprimait son émission d’excimère, mais facilitait également le transfert efficace d’énergie hôte-invité.
De plus, les chercheurs ont réalisé une induction chirale sur les cages tétraédriques de lanthanides lorsque des matrices de biphénol énantiopur ont été utilisées, donnant lieu à des cages Eu4L4 luminescentes fortement polarisées circulairement, avec des facteurs de dissymétrie élevés de glum jusqu’à ± 0,125, et ont obtenu une transcription chirale à partir de la chiralité ponctuelle des petites molécules. à la chiralité topologique supramoléculaire.
Cette étude offre une nouvelle voie pour la synthèse de cages organiques lanthanides chirales et pour la luminescence sensibilisée des architectures organiques lanthanides basée sur le transfert d’énergie hôte-invité.
Shao-Jun Hu et al, Invité-Driven Self-Assembly and Chiral Induction of Photofunctional Lanthanide Tetrahedral Cages, Journal de l’American Chemical Society (2022). DOI : 10.1021/jacs.2c00760