2023年度分子榜单出炉，这6大“酷”分子上榜！

2023-12-23

▎药明康德内容团队编辑日前，美国化学会旗下C&EN公布了2023年度分子榜单。文章指出，这是C&EN的编辑团队从今年报告的化学分子中选出的最“酷”的化学分子，今天我们来看一看它们吸引眼球的原因。环烯（cyclocene）▲纳米尺度的环烯圈（图片来源：参考资料[2]）化学家通过将18个茂金属（metallocene）单元弯曲成称为环烯的纳米级环，制成了一种新型的超大夹层复合物。他们用金属（锶、钐或铕）制成这些环烯，夹在带有两个大的三异丙基甲硅烷基的环辛四烯层之间。大体积的取代基迫使茂金属在堆叠时弯曲形成环。此环烯结构发布在今年8月的《自然》杂志当中。碳烯（carbene）打破八电子规则▲双氧化碳烯二阳离子（图片来源：参考资料[3]）碳通常有八个价电子，符合所谓的八电子规则（octet rule）。研究人员制造了一种新化合物——双氧化碳烯二阳离子（doubly oxidized carbene dication）——其特点是含有一个只有四个价电子的碳原子。研究人员创建了一个带有庞大取代基的碳烯，将碳烯氧化，然后移除了一个氧化物阴离子，留下一个没有非键合电子的碳烯碳，该化合物结构发布于今年9月的《自然》杂志当中。链环（catenanes）共价有机框架（COF）▲共价有机框架（图片来源：参考资料[4]）研究人员使用索烃（catenanes）——像围栏链条一样互锁的分子——制造了一种新型共价有机框架。共价有机框架中的每个亚单位都是通过围绕铜（I）离子[copper（I）]缩合前体而形成的三环多面体网络。移除铜模板离子使得多面体能够移动而不分离，使得所得材料柔软且有弹性，可用于制造过滤膜和软性机器人技术。这些COF结构发布于今年1月的Nature Synthesis期刊当中。手性氧离子（chiral oxonium ion）▲带有新型手性氧离子的融合三芳基环结构（图片来源：参考资料[5]）除了碳原子外，其他原子也可以形成手性中心。化学家合成了一种氧离子——一种带正电的氧与三个取代基相连的化合物——其中氧原子是唯一的手性中心。研究人员通过将氧原子与一个融合的三芳基环系统相连，锁定了氧的孤对电子。相关化合物结构发布于今年3月的《自然》杂志当中。固态双铍化合物▲双铍烯（图片来源：参考资料[6]）化学家创造了双铍烯（diberyllocene），这是首个含有铍（beryllium）-铍键的固态化合物。每个铍原子都与一个环戊二烯基团（cyclopentadienyl group）相连。铍通常以+2氧化态存在，在双铍烯中却采用了不寻常的+1氧化态，这种化合物可用于开发新的催化剂，该化合物结构发布于今年6月的《科学》杂志当中。由电力驱动的分子马达▲电力分子马达设计（图片来源：参考资料[7]）现今驱动大多数分子马达的动力是化学燃料或光，然而这次研究人员发明了一种特别的、由电力驱动的分子马达。这种新型电动马达由两个环状对喹啉-p-苯基（paraquat-p-phenylene）环组成，它们在响应于驱动一系列氧化还原反应的振荡电压下，能在一个更大的环中移动。使用电力作为动力源可以使分子马达更容易整合入其他技术当中。该化合物结构发布于今年1月的《自然》杂志。参考资料：（可上下滑动查看） [1] C&EN’s molecules of the year for 2023. Retrieved December 19, 2023 from https://cen-acs-org.libproxy1.nus.edu.sg/education/science-communication/CENs-Year-Chemistry/101/i41[2] Münzfeld L, Gillhuber S, Hauser A, Lebedkin S, Hädinger P, Knöfel ND, Zovko C, Gamer MT, Weigend F, Kappes MM, Roesky PW. Synthesis and properties of cyclic sandwich compounds. Nature. 2023 Aug;620(7972):92-96. doi: 10.1038/s41586-023-06192-4. Epub 2023 Aug 2. PMID: 37532814.[3] Loh YK, Melaimi M, Gembicky M, Munz D, Bertrand G. A crystalline doubly oxidized carbene. Nature. 2023 Nov;623(7985):66-70. doi: 10.1038/s41586-023-06539-x. Epub 2023 Sep 20. PMID: 37730995.[4] Ma, T., Zhou, Y., Diercks, C.S. et al. Catenated covalent organic frameworks constructed from polyhedra. Nat. Synth 2023 Jan; 2:286-295 doi:10.1038/s44160-022-00224-z[5] Smith O, Popescu MV, Hindson MJ, Paton RS, Burton JW, Smith MD. Control of stereogenic oxygen in a helically chiral oxonium ion. Nature. 2023 Mar;615(7952):430-435. doi: 10.1038/s41586-023-05719-z. Epub 2023 Mar 15. PMID: 36922609; PMCID: PMC10017494.[6] Boronski JT, Crumpton AE, Wales LL, Aldridge S. Diberyllocene, a stable compound of Be(I) with a Be-Be bond. Science. 2023 Jun 16;380(6650):1147-1149. doi: 10.1126/science.adh4419. Epub 2023 Jun 15. PMID: 37319227.[7] Zhang L, Qiu Y, Liu WG, Chen H, Shen D, Song B, Cai K, Wu H, Jiao Y, Feng Y, Seale JSW, Pezzato C, Tian J, Tan Y, Chen XY, Guo QH, Stern CL, Philp D, Astumian RD, Goddard WA 3rd, Stoddart JF. An electric molecular motor. Nature. 2023 Jan;613(7943):280-286. doi: 10.1038/s41586-022-05421-6. Epub 2023 Jan 11. PMID: 36631649; PMCID: PMC9834048.本文来自药明康德内容团队，欢迎个人转发至朋友圈，谢绝媒体或机构未经授权以任何形式转载至其他平台。转载授权请在「药明康德」微信公众号留言联系我们。其他合作需求，请联系wuxi_media@wuxiapptec.com。免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。