手性分子广泛存在于自然界。传统手性源于原子连接方式形成的立体中心，而如索烃这样的机械互锁分子还可以拥有一种特殊的手性——机械手性，它不来自任何单个原子的连接方式，而来自互锁组分之间的拓扑关系与空间排布。在索烃中，两个大环相互穿插，它们之间的相对位置可以发生“旋转”“摇摆”“绕行”等共构象运动，从而使分子可能通过这类共构象运动在不同手性状态之间转换，称为动态手性。这类动态手性为发展响应性手性材料提供了可能，但如何在不改变共价结构的前提下、可预测地调控手性状态，一直是该领域的难点。
近期，四川大学成楚旸教授、杨成教授和西湖大学刘志常教授团队合作，将苝嵌入的环对苯撑大环（CPPP）与具有缺电子受体特征的ExBox大环通过给受体相互作用构筑了一系列手性[2]索烃。研究发现，通过调节CPPP大环尺寸，可以有效调控苝–苯撑单键的旋转能垒，实现索烃由动态手性向静态手性的转变。此外，研究团队还利用手性阴离子与索烃之间的相互作用，实现了对动态手性平衡的选择性调控，为机械互锁分子的手性调控与功能化设计提供了新思路。
该研究以“Macrocycle Size-Controlled Dynamic and Static Chirality in Donor–Acceptor [2]Catenanes”为题发表于《Journal of the American Chemical Society》上，四川大学化学学院为第一单位，化学学院成楚旸教授，杨成教授和西湖大学刘志常教授为本文通讯作者，化学学院2026届博士兰凯为论文第一作者。衷心感谢中央高校基本科研业务费专项资金和国家自然科学基金委的经费支持。感谢化学学院测试平台和西湖大学分子科学仪器服务中心与高性能计算中心的支持，以及四川大学袁立华/李晓伟团队在紫外–可见吸收光谱的帮助。感谢香港大学唐淳博士在核磁谱线形模拟方面的帮助。
文章链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c13646
