【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，學(xué)?；瘜W(xué)化工學(xué)院甘自保教授課題組成功合成了世界首例具有全金屬螺旋骨架的螺烯分子，相關(guān)工作以“Biomimetic all-metal Pd11 helicene”為題發(fā)表在Science子刊Science Advances 《科學(xué)·進(jìn)展》上，實(shí)現(xiàn)了我校以第一單位在Science子刊發(fā)文的歷史性突破。課題組研究生孫艷(2025屆)為該論文的第一作者，甘自保教授為通訊作者。
 

　　螺烯是一類由芳環(huán)(或芳雜環(huán))鄰位稠合形成的具有螺旋手性的非平面多環(huán)芳烴，其獨(dú)特的三維螺旋結(jié)構(gòu)賦予其顯著的手性光學(xué)活性，是手性及光電材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，螺烯家族已從經(jīng)典的碳螺烯，拓展至雜螺烯、多重螺烯、有機(jī)金屬螺烯以及螺烯衍生物等多種類型。盡管如此，由于金屬鍵的非方向性無(wú)法滿足螺旋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需的嚴(yán)格幾何約束，導(dǎo)致構(gòu)建具有全金屬骨架的螺烯分子一直是該領(lǐng)域的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。無(wú)機(jī)富勒烯以及類共面金屬烯領(lǐng)域取得的系列進(jìn)展為發(fā)展具有全金屬骨架的螺烯分子提供了重要啟示。在本研究中，我們通過(guò)選擇σ給電子能力弱、空間剛性強(qiáng)的三苯基銻和大位阻的金剛烷硫醇作為共配體，成功構(gòu)建了一例原子級(jí)結(jié)構(gòu)精確的全金屬螺烯分子—Pd11(PhSb)2(AdmS)10，并將其命名為Sb中心[3]鈀螺烯簇。在結(jié)構(gòu)組成上， 全金屬Pd11螺旋骨架由一個(gè)Pd3三角形與兩個(gè)Pd6環(huán)鄰安位稠合而成，形成了前所未有的微張口扇貝狀仿生全金屬螺旋構(gòu)型。兩個(gè)7中心–2電子(7c–2e)σ鍵局域在Sb中心的Pd6環(huán)上，穩(wěn)定了整個(gè)全金屬螺旋骨架。有趣的是，該金屬螺烯分子可通過(guò)完全打開(kāi)稠合的Pd6環(huán)而發(fā)生結(jié)構(gòu)“解折疊”，從而轉(zhuǎn)化為手性同系物Pd11SCl(PhSb)2(AdmS)11。值得注意的是，在電催化二電子氧還原反應(yīng)(2e? ORR)中，所獲得的Pd11螺烯分子表現(xiàn)出優(yōu)異的性能：在0.6 V(vs. RHE)電位下，其過(guò)氧化氫(H2O2)選擇性高達(dá)96.1%，可用于H2O2的電合成及其羥基自由基介導(dǎo)的有機(jī)污染物降解。
 

　　該工作最大的亮點(diǎn)在于設(shè)計(jì)合成了首例具有全金屬螺旋骨架的螺烯分子，代表了螺烯領(lǐng)域的一次重要進(jìn)展，也為后續(xù)大尺寸全金屬骨架螺烯分子的理性合成與功能開(kāi)發(fā)開(kāi)辟了新途徑。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、泰山學(xué)者工程、教育部春暉計(jì)劃、山東省自然科學(xué)基金等課題的支持。
 

　　引用：學(xué)校發(fā)現(xiàn)首例具有全金屬螺旋骨架的螺烯分子-臨沂大學(xué)【引用時(shí)間：2026年8月20日】