化材学院周小顺团队在AngewandteChemie上发表研究成果

来源：浙江师范大学时间：2024-12-19 18:56:01

近日，浙江师范大学的周小顺研究员、王亚浩副教授、张袁斌副教授与厦门大学李剑锋教授合作在单分子水平电化学调控受阻路易斯酸碱对上取得重要进展。相关成果以题为“Electrochemically Gated Frustrated Lewis Pair Chemistry in Electric Double Layer”的研究论文发表在化学领域顶级期刊Angewandte Chemie，并被选为VIP论文。（论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202414867）

自从受阻路易斯酸碱对 (FLPs) 的概念提出以来，就吸引了来自不同领域工作者的广泛关注，并展现了广泛的应用前景，如在不对称氢化、高分子聚合、CO2催化还原等方面。通常，由于空间位阻和/或电子因素，FLPs 不会通过路易斯酸和路易斯碱的结合形成强复合物，这种弱相互作用的本质开辟了解决化学问题的新方法。因此在分子水平上探测这种弱相互作用对于理解 FLPs 化学至关重要，尤其是通过原位调节以充分利用 FLPs 化学，但这在实验上仍非常具有挑战。

针对这一挑战，本研究设计了硼簇阴离子（B10H82-）和有机胺阳离子（[NR4]+，R= -CH3，-C2H5）作为FLPs。利用STM-BJ对分子结构的敏感性，以锚定基团修饰的硼簇分子作为目标分子，在含 [NR4]+的 PC溶液中进行了电化学单分子结电导调控研究，发现当电极表面带正电时，归属于硼簇分子结电导会跳跃至高值；原位电化学SHINERS揭示随电位正移，归属于B–N伸缩振动（νs(B-N)）拉曼峰强度逐渐变弱，理论计算同样证明形成FLPs时候νs(B-N)拉曼强度减弱。进一步的实验和理论结果揭示电化学可以调控双电层中硼簇阴离子与有机铵阳离子间FLPs相互作用。利用该机理，进行电化学可逆调控B10H82-–[NR4]+ FLPs形成和解离，从而实现单硼簇分子开关功能。本工作从分子水平上深入探究了双电层中硼团簇阴离子和有机胺阳离子之间的相互作用，并为高性能纳米电子器件的设计提供了一种新方法。