近日，化学国家级实验教学示范中心（bat365在线平台登录入口）梁福沛教授与邹华红研究员团队在国际知名期刊Nature Communications《自然·通讯》上发表题为“Aggregation induced emission dynamic chiral europium(III) complexes with excellent circularly polarized luminescence and smart sensors”的研究成果。该工作利用具有分子转子结构或振动单元的手性配体引发的聚集诱导效应促进了铕配合物的“天线效应”进而构建了动态手性发光镧系配合物，为构建动态手性发光材料提供了参考。

    具有优异发光性能的稀土配合物发射体的合理构建促进了智能传感、固态照明、防伪和生物诊断等领域的快速发展。大多数有机配体的三重态寿命较短，且与镧系离子的能级匹配较差，阻碍了镧系配合物发射体的有效构建。尽管已经合成了多种有机配体作为天线来解决上述问题，但具有特定结构和固定构型的有机配体的能级是精确的，并且有效地构建动态稀土配合物发射体非常困难。目前，分子内运动受限是构建高效且明亮的聚集诱导发光荧光团最受认可的机制，可分为分子内旋转受限机制和分子内振动受限机制。因此，选取具有明显分子转子结构或振动单元且与镧系金属离子能级匹配的有机配体是合理构建动态镧系配合物发射体的最有效的途径之一。当前，具有手性的配合物发射体是配位化学领域的研究热点。然而，大多数的手性发光材料均难以同时兼顾具有高的发光不对称因子和圆偏振发光亮度。此外，可以通过增强天线效应促进镧系发射体的特征辐射跃迁从而获得高的量子产率。因此，手性镧系配合物发射体是构建高性能参数的圆偏振发光材料的最佳候选者之一，有望实现对发光不对称因子和圆偏振发光亮度值的“双提升”。

    基于上述背景，中心梁福沛教授与邹华红研究员团队使用了具有分子转子结构或振动单元的手性有机配体在溶剂热条件下与镧系金属盐反应，首次获得了具有分子内运动受限特性的三对动态的手性镧系配合物异构体(R/S-Eu-R-1 (R = Et/Me)和R/S-Eu-Et-2)。简便、高效、高产率且原子利用率高的溶剂热“一锅”法有效的避免了复杂的有机合成过程，为动态镧系配合物发射体的合理构建提供了新策略。值得注意的是，随着甘油的逐渐增加，上述手性EuIII配合物发射体的发射强度显著增加，显示αAIE值高达92.54/87.95 (R/S-Eu-Et-1)和13.44/16.8 (R/S-Eu-Et-2)。此外，手性镧系配合物R-Eu-Et-1同时具备高的发光不对称因子 (0.64)和圆偏振发光亮度(2429 M−1cm−1)值，实现了圆偏振发光参数的“双提升”。在聚集状态下的R-Eu-Et-1/2均表现出对极低浓度的CuII离子的高灵敏度的智能光响应，它们的检测限分别低至2.55 nM和4.55 nM且远低于USEPA规定的饮用水中CuII离子的最大允许值(20 μM)。质谱证明CuII离子取代了手性镧系配合物发射体中的LnIII离子从而诱发了强烈的配体到金属的电荷转移导致了发光的猝灭。此外，R-Eu-Et-1对低浓度的酸和碱性水溶液均显示出优异的智能光响应。本工作首次合成了系列动态的手性镧系配合物发射体，并且发展了合理设计与构建动态镧系配合物发射体的新策略。此外，本研究结果为设计合成具有优异圆偏振发光性能及多重智能传感的金属配合物发射体提供了新视野。

图1. 使用具有分子转子结构和振动单元的配体在“一锅”条件下构建具有分子内旋转受限和分子内振动受限性质的动态的手性镧系配合物的示意图

论文信息

英文原题：Aggregation Induced Emission Dynamic Chiral Europium(III) Complexes with Excellent Circularly Polarized Luminescence and Smart Sensors. Nat. Commun. 2024, 15, 2896.

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-47246-z