Chirale coördinatiekooien hebben potentiële toepassingen in enantioselectieve herkenning, detectie en symmetrische katalyse. In het algemeen kunnen chirale coördinatiekooien worden gesynthetiseerd door uit te gaan van enantiozuivere liganden/metaal-organische voorlopers of door resolutie/modificatie na de assemblage met chirale hulpstoffen. Vanwege de schaarste aan structuren en hun beperkte holtes, moeten de chemische eigenschappen van gastheer-gast van lanthanide-organische kooien nog worden onderzocht, vooral op basis van niet-covalente gastheer-gast-interactie, de stereoselectieve synthesestrategie van lanthanide-organische kooien geïnduceerd door chirale gast als sjabloon is niet gemeld.

In een studie gepubliceerd in Journal of the American Chemical Society , rapporteerde de onderzoeksgroep onder leiding van prof. Sun Qingfu van het Fujian Institute of Research on the Structure of Matter van de Chinese Academie van Wetenschappen de gastgestuurde zelfassemblage en chirale inductie van fotofunctionele lanthanide-tetraëdrische kooien.

In eerder werk ontdekten de onderzoekers dat interligand-π-π-stapeling een cruciale rol speelt bij de vorming van lanthanide-organische sandwichstructuren. Op basis hiervan bereikten ze in deze studie de template-gecontroleerde synthese van lanthanide-organische tetraëdrische kooien door extra elektronenrijke aromatische gastmoleculen te introduceren om het π-π-stapeleffect tussen liganden te verstoren.

De onderzoekers verkregen de eenkristalstructuren van gastheer-gastcomplexen van alle acht achirale gasten, bewezen nauwkeurig het interactiemechanisme tussen de gastheer en de gast en analyseerden kwantitatief het inducerende vermogen van verschillende gasten door middel van nucleaire magnetische resonantie (NMR) titratie.

Volumeberekeningen op basis van de eenkristalstructuur toonden aan dat de rijke coördinatieconfiguratie van lanthanide-ionen de lanthanide-organische tetraëdrische kooien voorziet van continu afstembare substraat-adaptieve holtes.

Fotochemische en fotofysische prestatietests toonden aan dat de niet-covalente opsluiting van pyreen in de Eu₄ L₄ kooi onderdrukte niet alleen de excimeremissie, maar vergemakkelijkte ook een effectieve energieoverdracht van gastheer en gast.

Bovendien realiseerden de onderzoekers chirale inductie op de lanthanide-tetraëdrische kooien wanneer enantiozuivere bifenol-templates werden gebruikt, wat leidde tot sterk circulair gepolariseerde luminescente Eu₄ L₄ kooien, met hoge dissymmetriefactoren van somberheid tot ± 0,125, en bereikten chirale transcriptie van kleine molecuulpuntchiraliteit tot supramoleculaire topologische chiraliteit.

Deze studie biedt een nieuwe weg voor de synthese van chirale lanthanide-organische kooien, en voor gesensibiliseerde luminescentie van lanthanide-organische architecturen op basis van gastheer-gast energieoverdracht. + Verder verkennen

Hexamere lanthanide-organische capsules met tertiaire structuur, opkomende functies