钟羽武课题组：金属铂配合物的手性反转组装及高效圆偏振发光

圆偏振发光(CPL)是指手性发光材料受激辐射发出左旋或右旋圆偏振光的现象。高效CPL材料在3D显示、信息加密、光学探测等领域有重要应用，是近期光化学领域的一个研究热点。CPL材料的性能可以通过发光不对称因子(g_lum)和发光量子效率(Φ)两个重要参数进行表征。这两种参数主要由磁跃迁偶极距和电跃迁偶极距决定，但两种偶极矩的大小对g因子和发光效率的影响具有此消彼长的关系，因此合成兼具高不对称因子和高发光效率的CPL材料成为该领域的一个难点。此外，如何从单一手性物质通过不同组装条件同时实现左旋和右旋两种CPL材料的制备也是该领域的一个重要研究方向。

最近，中科院化学所钟羽武课题组设计合成了具有手性异腈基团的金属有机铂配合物(R)-1，并在分子中通过酰胺键连接了长烷基链憎水基团用于调控其组装性能。研究表明，在THF/n-Hexane混合溶剂或高浓度条件下，化合物(R)-1可以分别发生协同（cooperative）或等键（isodesmic）组装，得到具有左旋黄色发光飘带和右旋红色发光纤维状聚集结构，并且两种结构同时具有高效发光（Φ > 20%）和高不对称因子(g_lum > 0.02)的性质（图1）。

图1. 金属铂配合物(R)-1的手性反转组装与圆偏振发光示意图。 

圆偏振发射光谱以及SEM,TEM,AFM等显微图片一致表明该分子体系在不同组装条件下发生了手性反转（图2）。机理研究表明，在混合溶剂条件下，分子倾向于发生头尾反平行堆积，经过异腈基团的手性诱导作用，得到具有较大尺寸的左旋CPL黄色发光飘带。相反，在高浓度条件下，分子更有利于酰胺氢键参与的π-π平行堆积，经等键组装后，得到尺寸相对较小的右旋CPL红色发光纤维。该工作为手性功能分子的多态组装以及高效圆偏振发光材料的合成与制备提供重要的参考。 

图2. (a, e) (R)-1和(S)-1在不同组装机理下得到的聚集体的CPL谱图。(b, c, d) (R)-1在协同组装机理下得到的左旋飘带TEM、SEM、AFM图像。(f, g, h) (R)-1在等键组装机理下得到的右旋纤维TEM、SEM、AFM图像。 

详见：Zhong-Liang Gong, Yu-Wu Zhong. Handedness-Inverted Polymorphic Helical Assembly and Circularly Polarized Luminescence of Chiral Platinum Complexes. Sci. China Chem., 2020, doi:10.1007/s11426-020-9911-4

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