自组装是超分子化学以及生物体系所具备的本质特性。化学家利用配位导向自组装的方法设计合成了很多结构精美的金属有机笼状化合物，这些笼状化合物具备有趣的功能，如分离、识别、催化、稳定活性物种、载药等。尽管这个领域已经得到长足发展，但是利用大量组分一步自组装得到结构复杂的金属有机笼状化合物还是非常困难的，而获得具有单手性的笼状化合物，更是一个极大的挑战。
近期，化学与材料学院李丹教授研究团队在《美国化学会志》（JACS）发表超分子自组装最新研究成果。该团队研究人员利用溶剂热次级组分自组装技术，将2-甲基-4-咪唑甲醛、间苯二甲胺、钴盐等非手性构筑基元一步高效地组装得到包含72组分的金属有机笼（下图左上）。X-射线单晶衍射结果表明，该笼状化合物是一个含有20个金属顶点的多面体，根据一系列结构特征确定为五角三四面体，有趣的是，自然界中的辉钴矿石也具有这一结构特征（下图左下）。据了解，该笼状配合物是首次被报道的具有五角三四面体结构的人工合成分子，而包含72组分，是目前利用次级组分自组装得到的笼状配合物组分最多的。在具有多手性中心和羟基的单一手性薄荷醇诱导下，可以得到对映体过量的手性笼状配合物（下图右）。
通过大量的合成实验结果，研究人员推测了形成该独特结构的原因。由于笼状配合物与阴离子可以通过非经典氢键作用形成具有dia拓扑结构的三维框架，作者借助N2和CO2的气体吸附实验，证明了该超分子框架具有永久性的孔洞，与类似材料对比，对CO2具有中等强度的吸附能力。
此前，该研究团队在次级组分自组装合成金属有机笼状化合物以及其手性、吸附、反应等方面研究，已积累了丰富的经验并发表了系列成果（JACS. 2012, 8042; 2013, 16062; Angew. Chem. Int. Ed.2015, 6190），本成果是系列研究的最新进展。
Self-Assembly of Chiral Metal-Organic Tetartoid
Dong Luo, Xue-Zhi Wang, Chen Yang, Xiao-Ping Zhou, and Dan Li
J. Am. Chem. Soc.2017, 139, DOI: 10.1021/jacs.7b11285
原文链接：
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.7b11285
