机械互锁分子（Mechanically Interlocked Molecules，MIMs）由两个或多个分子单元组成，这些单元之间并非通过传统的化学键相连，而是由于特定的分子拓扑结构所致，其组分的相对位置通常具有高度的动态性。这一特性已被广泛应用于多个领域，包括分子机器、催化和药物递送系统等。刚性共轭碳纳米环（如环对苯撑，CPPs）及其衍生物因其独特的径向连续π-共轭结构，在尺寸依赖性带隙调控等方面展现了显著优势。然而，典型的CPP结构因其刚性空腔和缺乏金属配位或氢键位点的特性，一直未能广泛应用于机械互锁分子的设计和构建。

近日，徐尤智团队在Angew. Chem. Int. Ed.杂志在线发表了题为 “Ring-in-Ring Assembly Facilitates the Synthesis of a [12]Cycloparaphenylene ABC-Type [3] Catenane”的研究论文，该研究提出了一种通过环-环组装策略高效合成新型异[3]索烃分子的方法，首先合成[12]CPP、24-冠-8和长链铵盐轴线分子，并通过X射线单晶衍射成功解析了二元和三元超分子复合物的晶体结构。通过这种环-环组装策略，能够高效地一步合成[3]索烃分子，产率约为35%。此外，该团队利用分子模拟研究深入揭示了[3]索烃分子内部的复杂动力学行为。研究表明，较大的[12]CPP环能够滑过较小的冠醚环，并且质子化状态对系统的动力学具有关键作用。这一研究成果展示了环-环组装策略在机械互锁分子设计中的广阔应用前景，为新型异[n]索烃分子的合成提供了新的方法和思路。

该论文不仅被选为杂志的“Hot Paper”，还获得了Nature Synthesis期刊的单篇评述。河南大学为第一通讯单位，2023级硕士研究生石吴迪为第一作者。该项工作得到国家自然基金、河南省科技研发联合基金和河南大学经费的支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202421459

徐尤智，河南大学“杰出人才特区支持计划”第四层次特聘教授, 主要研究方向为有机功能材料与超分子化学。入职河南大学以来，围绕刚性共轭大环拓扑结构的设计与合成，以第一作者或者通讯作者在Chem. Soc. Rev.; J. Am. Chem. Soc.; Angew. Chem. Int. Ed.; Trends Chem.等杂志上发表多篇学术论文。