刚刚到来,化学家造出的哪些化合物最炫酷?
近日,美国化学会旗下的《化学与工程新闻》(CEN)发布了“年度分子”(MoleculesoftheYear),共有7个化合物登上明星榜单。
1、合成的最长、最扭曲的全苯取代并多苯结构
2、甲烷被关在C60里面
大家对于C60或许并不陌生,这是其中一种碳的同素异形体,由60个C原子构成中空结构,形状酷似足球。今年,研究人员用C60捕获了甲烷。甲烷是第一种有机分子,也是目前为止最大的一种被这样捕获的分子。
南安普敦大学的研究人员用含硫的17元环制造富勒烯笼,在高压下迫使甲烷进入,并通过关键的“缝合”步骤,关闭“笼子”,后续再借助成熟的环化、芳构化过程还原足球烯。
3、不可思议的氯笼
美国印第安纳大学的AmarH.Flood教授课题组利用点击反应设计了一种可以捕获氯离子(Cl-)的分子笼。
笼子对氯化物的亲和力是如此之高,以至于研究人员花费了近一年的时间试图分离出完全不包含Cl-的分子笼,但均以失败告终。
4、高度缠结的碳氢化合物
日本化学家设计了两类仅由苯环构成的机械互锁结构,一种是由两个联索环交锁形成的双环索烃,另一种则是由一个联索环编织而成的三叶结结构。
机械互锁结构在分子机器领域应用十分广泛,构建双环索烃与三叶结联索环这两种结构并不困难,难点在于利用仅由苯环构成的联索环设计复杂的拓扑结构。
5、首个全碳环问世
研究人员通过使用扫描隧道显微镜针尖上的电压脉冲,从多环前体中逐步切断C=O基团,最终成功实现了C18的合成。
年,人们便提出环[18]碳(C18)这种碳单质可能存在6.第一六角形平面晶体结构,但一直缺少行之有效的方法实现其合成及结构表征。
6、第一个六角形平面晶体结构
英国帝国理工学院MarkR.Crimmin教授研究团队首次成功制备并分离出平面六边形配体六配位的氢化钯镁、氢化铂镁、氢化镍镁配合物,只需将这些第10族元素的前体与β-双烯酮亚氨基配体稳定的氢化镁混合即可。
一百多年前,法国化学家维尔纳提出了“Werner配位理论”,开创了无机化学中配位理论的先河。对于六配位的过渡金属配合物,除了常见的八面体与三棱柱配位结构,他提出还应存在另外一种平面六边形结构。
7、反芳香性纳米笼
英国剑桥大学的JonathanR.Nitschke教授课题组则首次以相对稳定的反芳香性分子作为笼壁,设计了一种全新的纳米分子笼。这种反芳香性分子为去甲咔咯配位的Ni(II),去甲咔咯(norcorrole)是一类环收缩卟啉,其中两个吡咯环直接以C-C键相连。
纳米分子笼目前在分子识别、分离等方面得到广泛的应用,还能用于促成某些特殊的化学反应。大多数分子笼的笼壁由芳香性分子构成,由于反芳香性分子不稳定,此前尚无该类分子构成的纳米分子笼。