西安交大何刚教授和张明明教授合作团队在卟啉基异配金属笼光催化领域取得重要突破
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发布时间：2025-10-14
发布时间：2025-10-14
文章标题：西安交大何刚教授和张明明教授合作团队在卟啉基异配金属笼光催化领域取得重要突破
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近日，国际顶级化学期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition，影响因子 16.8）在线发表了西安交通大学何刚教授团队与张明明教授团队合作的最新研究成果。该研究通过精准设计卟啉基异配金属笼结构，实现了定向光诱导电子转移（PET），为高效可见光驱动光催化反应提供了全新的超分子平台，对推动可持续光化学转化领域发展具有重要意义。
在能源与环境问题日益凸显的当下，光催化技术凭借其利用太阳能实现绿色化学转化的独特优势，成为科研领域的研究热点。然而，如何构建能够调控定向光诱导电子转移的超分子体系，一直是受限空间光催化领域的核心挑战。传统光催化材料如金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）虽能实现一定的电子转移调控，但存在堆积密度高、传质效率低、光穿透性差等问题；而现有金属笼材料多为同配结构，redox 电位、激发态动力学及电子转移路径的可调性受限，难以满足高效光催化的需求。
针对这一难题，何刚教授团队联合张明明教授团队提出 “异配金属笼定向电子转移” 策略，成功设计并合成了两种卟啉基异配金属笼（4a 和 4b）。该团队通过多组分配位驱动自组装方法，以四吡啶基卟啉、顺式二 (三乙基膦) 二 (三氟甲磺酸盐) 铂（cis-Pt (PEt₃)₂(OTf)₂）与两种六羧酸盐配体为构筑单元，构建出结构明确的离散型金属笼。其中，金属笼 4a 创新性地引入富电子三苯胺单元，与卟啉基团形成 “电子给体 - 受体”（D-A）结构，为定向电子转移提供了关键条件。
该研究的创新意义在于，首次将 “异配金属笼” 设计理念与 “定向电子转移” 策略结合，突破了传统同配金属笼电子转移路径单一的局限，为超分子光催化剂的精准设计提供了新范式。其开发的金属笼体系兼具底物选择性包裹、高效光捕获、定向电子转移与循环稳定性等优势，不仅为可见光驱动的有机合成反应提供了高效绿色的催化平台，也为解决受限空间光催化中电子转移调控难题提供了新思路，对推动超分子催化、可持续光化学等领域的发展具有重要的科学价值与应用前景。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202518798