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1848年巴斯德發(fā)現(xiàn)外消旋酒石酸鈉結(jié)晶可以析出互為鏡像的兩種晶體，并根據(jù)晶體形狀的不同，借助鑷子和放大鏡成功地將其分離。這一發(fā)現(xiàn)不僅奠定了立體化學的基礎，而且至今仍是工業(yè)上大部分手性藥物及中間體的重要生產(chǎn)方法。然而現(xiàn)有的外消旋化合物中僅有5-10%能夠?qū)崿F(xiàn)巴斯德拆分，且多數(shù)集中于有機小分子。限制巴斯德拆分應用范圍的一個主要因素是拆分條件主要依賴于大量的篩選，缺乏理論指導。利用配位驅(qū)動自組裝的可設計性和可控性，以精準構(gòu)筑的配位超分子為基礎，探究其巴斯德拆分，有望掌握巴斯德拆分的內(nèi)在規(guī)律。目前報道僅有Lehn和Rissanen等少數(shù)研究團隊實現(xiàn)了較小尺寸配位超分子的巴斯德拆分，且缺乏對拆分機制的細致研究。

當C3對稱性的結(jié)構(gòu)基元在立體結(jié)構(gòu)中翻轉(zhuǎn)受限時，其將具有順時針（C）或逆時針旋（A）的手性。因而，本研究利用具有C3h對稱性的Truxene為面構(gòu)筑的超分子八面體，理論上具有22種同分異構(gòu)體。實驗結(jié)果顯示超分子手性復雜程度遠超預期。晶體結(jié)構(gòu)顯示，每個分子均具有三重層次的手性，包括Truxene的面手性（planar chirality, C/A），吡啶與Truxene間的軸手性（axial chirality, S/R），及吡啶與金屬配位位點的螺旋槳狀手性（propeller chirality, Λ/Δ）。然而在眾多可能的手性組合中，晶體中僅有全同手性（homochiral）的一對外消旋體（C8R24Λ6與A8S24Δ6）。

令人驚奇的是，研究者發(fā)現(xiàn)當通過調(diào)節(jié)陰離子種類，可實現(xiàn)這對全同手性對映異構(gòu)八面體的巴斯德拆分。其中，使用BF4?作為抗衡離子時，晶體由外消旋體混合物構(gòu)成，而當選用ClO4?與OTf?時可實現(xiàn)巴斯德拆分。結(jié)合圓二色光譜和理論計算，作者詳細研究了對映體純超分子的手性性質(zhì)。通過詳細的晶體數(shù)據(jù)分析，證實陰離子與晶格水形成的簇狀結(jié)構(gòu)是超分子實現(xiàn)巴斯德拆分的關(guān)鍵?；谶@類結(jié)構(gòu)易于設計調(diào)控的配位超分子體系，將有望進一步揭示巴斯德拆分的普適性規(guī)律。              

研究成果得到了國家自然科學基金、深圳市科技計劃等項目資金支持。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202203099

參考資料：https://chem.szu.edu.cn/info/1061/5219.htm