东华大学 攻克分子自组装世界难题，登JACS！有机膦酸 生物合成新成果

来自 实验室仪器网

东华大学宣为民特聘研究员课题组在国际化学顶级期刊《美国化学会志》（JACS）发表重磅成果，创新提出有机膦酸配位策略，攻克高核多金属氧簇可控组装的领域难题，成功合成五种结构新颖的高核钼蓝簇，其中{Mo157}为全球首例具有簇@簇主客体结构的十二聚钼轮组装体，为分子自组装与多酸功能材料应用开辟全新路径。

多金属氧簇（POMs）具备丰富结构与优异理化性质，是催化、传感、生物医学等领域的核心功能材料，高核多钼氧簇更是其中关键分支。但巨型多金属氧簇的自组装过程对合成参数极度敏感，精准调控团簇尺寸、拓扑结构与组成长期是分子自组装领域的核心瓶颈，且传统无机钼蓝簇存在有机溶剂溶解性差、难以后修饰的应用短板。

针对上述痛点，科研团队另辟蹊径采用有机膦酸配体介导策略，通过精准调控配体竞争配位机制与反应条件，定向组装出{Mo136}、{Mo120}、{Mo118}、{Mo118Na}、{Mo157}五种全新高核钼蓝簇，系统阐明了配体与反应条件对簇结构的调控规律，大幅扩充了高核多金属氧酸盐的结构库。

此次突破的核心亮点是{Mo157}簇合物，作为首例簇@簇主客体结构的十二聚钼轮组装体，实现了多金属氧簇超结构的原创性突破。有机膦酸配体的引入还实现了材料性能的双重升级：新型钼蓝簇在异丙醇、乙腈、DMF等极性有机溶剂中展现出超高溶解度，打破传统钼蓝簇无法在有机相操作的限制；同时具备优异的溶液稳定性，为后续功能化改造提供坚实基础。

团队通过电喷雾质谱（ESI-MS）、31P核磁共振（31P NMR）等技术，证实了巨型组装体在溶液中的结构完整性。进一步实验表明，簇合物外表面的配位水分子可被精准取代，能与鸟苷磷（GMP）等生物分子实现功能化修饰，为构建多酸基生物传感平台、探究多酸与生物大分子相互作用提供了实验支撑。

该研究建立了高核多金属氧簇可控组装的新方法，突破了传统合成的技术局限，既丰富了多酸化学的基础理论，又为催化、生物传感等领域的新型功能材料开发提供了通用技术方案，推动多金属氧簇从基础合成向实用化应用。

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