Building Metal-Induced Inherent Chirality: Chiral Stability/Phosphorescence Enhancement via Ring Expansion Strategy of Pt(II) Complexes

Yingshuang Shi , Ke Tang , Jincheng Zhang , Ping Hu , Bi-Qin Wang , Keqing Zhao , Yuqiao Zhou , Haifeng Xiang and Jintong Song

Chem. Sci. DOI: 10.1039/D5SC01121C (Edge Article) 

Chirality is indeed a fundamental aspect of nature, particularly in chemistry and biology. Herein, we have demonstrated a straightforward strategy to create a novel type of metal-induced inherent chirality by expanding coordination rings. Typically, tetracoordinated d8 Pt(II) complexes with two five-membered coordination rings are 2D square-planar, resulting in the absence of chirality. However, if one of the coordination rings expands into six or seven members, the molecular structures of Pt(II) complexes would transition from a 2D plane to a 3D boat-like configuration. This not only facilitates the construction of inherently chiral scaffolds but also addresses the problem of emission aggregation-caused quenching. Furthermore, the strategy of ring expansion can enhance chiral stability and phosphorescence quantum yield (up to 81.0%). Thus, the present work introduces a new structural motif with promising potential for applications in chiroptical and luminescent materials.

这篇文章的标题是《构建金属诱导的固有手性：通过Pt(II)配合物的环扩展策略增强手性稳定性/磷光性能》，

作者是施英爽（Yingshuang Shi）等人，它探讨了通过环扩展策略在Pt(II)配合物中创造金属诱导固有手性

的一种新方法。这种方法不仅引入了手性，还增强了这些配合物的手性稳定性和磷光性能。

### 研究背景

手性是自然界的一个基本属性，在化学和生物学中至关重要。传统的Pt(II)配合物因其磷光特性而被广泛使用，

但通常是平面四方结构，缺乏固有手性。这种限制阻碍了它们在手性和发光材料中的应用。此外，这些平面

四方分子容易发生聚集诱导猝灭（ACQ），降低了它们的效率。本研究旨在通过引入环扩展策略来创造具有

固有手性的Pt(II)配合物，以解决这些限制。

### 合成与表征

Pt(II)配合物的合成涉及使用各种双齿配体（N1^O、N2^O、N^P、N^PS和N^PO）将一个配位环从五元

扩展到六元或七元。这些配合物的分子结构从二维平面转变为三维船型结构，有助于构建固有手性框架。

通过手性高效液相色谱（HPLC）分析和分离Pt(II)配合物的对映异构体。对于具有显著位阻的配合物，如含

有三苯基膦的配合物，观察到两个不同的色谱峰，表明存在对映异构体。收集了高对映体纯度（>98% ee）

的对映纯配合物。

### 光物理性质与计算

通过紫外/可见吸收光谱和发射光谱表征了Pt(II)配合物的光物理性质。这些配合物在粉末形式下表现出显著

的聚集诱导发射（AIE），磷光量子产率（Φ）范围为0.45%至81.0%。低能吸收带归因于金属到配体的电荷

转移（MLCT）和配体到配体的电荷转移（LLCT）跃迁，这一结论得到了密度泛函理论（DFT）和时间依赖

的DFT（TD-DFT）计算的证实。

### X射线单晶结构

X射线晶体学揭示了Pt(II)配合物的三维船型结构，确认了固有手性。在单晶结构中可以清楚地区分对映异构

体，验证了设计策略。分子堆积显示出强烈的分子间相互作用，这些相互作用抑制了非辐射衰变，有助于聚

集诱导发射现象。

### 手性光学性质

通过圆二色光谱（CD）和圆偏振发光（CPL）光谱检查了手性光学性质。溶液中对映异构体的CD光谱显示

出镜像，确认了绝对立体化学。固态下的CPL光谱显示出大约1.0–2.0×10⁻³的|gPL|值，表明具有中等的手

性光学活性。

### 结论

本研究成功地展示了通过环扩展在Pt(II)配合物中创造金属诱导固有手性的一种直接策略。这种方法不仅引

入了手性，还增强了配合物的手性稳定性和磷光性能。这些发现为设计金属掺杂的手性材料及其在手性和

发光材料中的潜在应用提供了宝贵的见解。未来的研究可能会专注于进一步增强这些固有手性Pt(II)配合物

的手性光学性能，并探索它们的实际应用。