从分子在金属表面的手性组装到手性偶联

手性是指物体与其镜像不能互相重合的现象。除了单分子层次的手性以外，分子的二维手性自组装以及手性合成引起人们的广泛关注。经过多年的研究，分子在衬底表面的手性自组装取得了较大的进展，然而分子的手性合成仍然是极具挑战的课题。随着表面在位化学技术的日益成熟，苏州大学的迟力峰教授（点击查看介绍）课题组提出了一套分子手性合成的启发性策略：首先，在衬底表面制备反应物的手性自组装结构；然后，通过表面反应的方法使手性信息从自组装结构转移到最终产物中。

在前期工作中，他们发现苯环上引入羟基作为定位基团可以降低其碳氢键活化的能垒，并且能够在银表面高选择性地实现单一邻位碳氢键的活化（J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 2809）。在此基础上，他们选择4,4'-dihydroxybiphenyl (DHBP)为反应前驱体，研究了其在Ag(100)表面的邻位碳氢键活化现象。实验发现，如果直接加热碳至氢键活化温度（520 K）的话，反应产物非常多样化，表现出很差的选择性。然而如果首先加热至490 K，DHBP分子会在Ag(100)表面生成手性的金属配位四聚体。在每个四聚体中，一个银增原子与4个脱氢反应后的DHBP分子的氧形成配位键。进一步加热至520 K，两个DHBP分子通过邻位碳氢键活化，随后的碳碳偶联生成共价结合的二聚体。重要的是，在该反应过程中，分子的组装结构没有大的变化，这使得产物二聚体的手性组装与预组装结构中的四聚体手性信息一致。也就是说，他们成功实现了分子手性从组装结构到手性偶联结构的转移。这一过程被扫描隧道显微镜观测、同步辐射XPS测量以及密度泛函计算等多种手段证实。

这一成果近期发表在J. Am. Chem. Soc.上，文章的共同通讯作者是迟力峰教授、李青教授和林海平副教授，第一作者为苏州大学杨标博士（已毕业），文中同步辐射X光电子能谱由中国科学技术大学的朱俊发教授课题组帮助完成。

该论文作者为：Biao Yang, Nan Cao, Huanxin Ju, Haiping Lin, Youyong Li, Honghe Ding, Jinqiang Ding, Junjie Zhang, Chencheng Peng, Haiming Zhang, Junfa Zhu, Qing Li, Lifeng Chi

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Intermediate States Directed Chiral Transfer on a Silver Surface

J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 168-174, DOI: 10.1021/jacs.8b05699

导师介绍

迟力峰

https://www.x-mol.com/university/faculty/18377