纳米金冠

Golden nanocrown

金属—金属键连成36个金原子的大环

中国的研究人员近来制作了一只直径仅几纳米的“金冠”。它是一个包含36个金原子的大环形分子。这个环的缔造者,是一只由来自北京、香港和南京各大学的研究人员组成的团队,他们在《Angewandte Chemie》上报告了这个非凡的混合物:分子环结构完全由金属—金属键连接而成,因此,这是迄今为止利用金原子制作的最大的环系统。

自1967年发现冠醚(crown ether)后的40多年来,大分子环一直是化学家们一个感兴趣的研究对象。这一领域的先驱人物——C. J. Pederson、J.-M. Lehn 和 D. J. Cram因为他们的发现获得了1987年的诺贝尔化学奖。同时,大分子环系统在寻找新的功能材料和进行纳米技术的研究方面扮演着重要角色。完全利用金属—金属键合成环系统仍然是一项具有挑战性的工作。

由正电荷金原子制作小环已不再新鲜,但中国团队制造出的包含16个金原子的环则是最近才发生的新闻。现在,通过以Shu-Yan Yu, Yi-Zhi Li和Vivian Wing-Wha Yam为首的研究人员的努力,金原子环的一个新代表已问世,这个包含36个单价金原子的环系统成为迄今为止最大的利用金属—金属键连接而成的金环。

研究人员的合成工作首先从一个包含六个金原子的环系统开始。三个金原子连成一个三角形。每个金原子都与从三角形的角部伸出的另一个原子相连。然后,将三个有机配位体连接到这个平面双三角,就形成一个类似三叶螺旋桨的分子。

通过自组装进程,六个这样的“螺旋桨”能够连成一个大环。在这个环系统中,金原子排列成一个类似王冠的形状:六个双三角形相互通过两个角进行连接。未连接的双角伸向外部,既可以在环平面上,也可以在环平面下。

文章详见:Angewandte Chemie International Edition 2008, 47, No. 24, doi: 10.1002/anie.200801001