目前報道中出現(xiàn)了兩種類型超四面體簇,其中一種具有有機配體官能團,同時含有較低的電荷或者處于電中性狀態(tài),具有較好的溶解性。另外一種表現(xiàn)為不含有配體,同時具有較高電荷,在普通溶劑中的溶解性較差,同時這種狀態(tài)的簇合物在溶液相應用中受到顯著影響。但是有機配體通常導致簇材料的HOMO-LUMO能帶變寬,同時這種能級展寬無法通過簇大小調(diào)控進行彌補,這種有機配體的屏蔽效應導致這種簇材料的光電性質(zhì)受到影響。因此合成具有盡量少有機配體可溶性簇合物具有非常重要的意義。
作者首次發(fā)展了通過離子液體中合成了一系列(cat)4[Sn10O4S16(SMe)4] (cat=陽離子)簇合物分子,其中通過對4個硫配體修飾甲基,將配體的電荷從8-降低至4-,但是其中修飾了甲基降低簇的溶解度。馬爾堡大學Florian Weigend、Stefanie Dehnen等報道了一種選擇性的部分丁基化方法,合成了兩種[Sn10O4S16(SBu)4]4-,并且進行詳細表征。
由于甲基的親核效應較強,為了避免甲基轉(zhuǎn)移,作者合成了一種對稱的丁基離子液體(C4C1C4lm)Br,用于合成簇合物。通過這種方法,首次得到了完全無機組成的超四面體結(jié)構(gòu)簇合物,在有機溶劑中能夠保持較好的溶解性。
首次進行NMR、MS對此類[Sn10O4S16(SBu)4]4-結(jié)構(gòu)簇合物在溶液相中進行表征。發(fā)現(xiàn)這種簇合物在CH2Cl2、CH3CN溶劑中表現(xiàn)了優(yōu)異的溶解性,同時能帶結(jié)構(gòu)并未受到明顯影響。進一步的,作者通過高水平量子化學計算,對簇合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)進行研究。
參考文獻
Bertram Peters, Gina Stuhrmann, Fabian Mack, Florian Weigend*, Stefanie Dehnen*, Highly Soluble Supertetrahedra upon Selective Partial Butylation of Chalcogenido Metalate Clusters in Ionic Liquids, Angew. Chem. Int. Ed. 2021
DOI: 10.1002/anie.202104867
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202104867