近日，公司王君文教授团队冯会军副教授在国际化学学术顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》（《德国应用化学》）发表了题为“Reversible Structural Transformation Between a Hopf Linkand a Solomon Link”（Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e3700741）的研究论文。公司硕士生李慧敏为论文第一作者，冯会军副教授为通讯作者，公司为唯一通讯单位。
图1 Hopf link（a）和Solomon link（b）的结构示意图
[2]-索烃是由两个机械互锁分子环构成的互锁结构，该类分子包含Hopf link和Solomon link两种拓扑结构。其中，Hopf link 是 [2]-索烃的最简单形式，包含两个交叉点（图1a）；Solomon link包含四个交叉点（图1b）。尽管科学家对 [2]索烃的研究日益增加，但是关于Hopf link 与 Solomon link 之间的拓扑转化至今尚未实现。本研究首次实现了这两种结构之间的可逆拓扑转化，研究者利用 Ag(I) 离子的配位化学特性，在温和条件下成功驱动了两种机械互锁分子的相互转换。
研究团队设计并合成了半刚性的联吡啶双齿配体，并将其与三种具有不同金属-金属距离的双核 Cp*Rh/Ir 构筑单元进行自组装。在无 Ag(I) 模板的情况下，该配体与双核构筑单元组装形成 Hopf link。加入 Ag(I) 离子后，Hopf link 可转化为 Solomon link；而通过加入氯离子沉淀 Ag(I) 或利用太阳光还原 Ag(I)，Solomon link 则可逆地恢复为 Hopf link（图2）。
图2 Hopf link与Solomon link相互转化示意图
此外，当使用更长的双核构筑单元并在 Ag(I) 存在下进行组装时，体系中同时生成了 Solomon link 和 Hopf link两种拓扑结构，Solomon link 在溶液中可自发转化为 Hopf link，该过程符合一级反应动力学特征。晶体结构分析表明，在这两种拓扑结构中Ag(I) 采取四面体配位构型，而非共价相互作用（如 π-π 堆积、CH…π 作用）对拓扑结构的构建起到了一定的稳定作用。
该研究不仅拓展了金属离子模板法在复杂拓扑结构构筑中的应用，而且首次实现了Hopf link与Solomon link之间的可逆结构转变，为刺激响应型分子机器和动态超分子体系的设计提供了新思路。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.3700741
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