李昊课题组在复杂三维互锁分子的水相自组装方面取得进展

      2015年11月9日，《自然化学》（NatureChemistry）发表浙江大学化学系李昊研究员为主要完成者的研究成果“纯有机的三维索烃分子在水溶液中的定量合成”。（DOI: 10.1038/NCHEM.2392）

    互锁的分子结构由于其特殊性质而被广泛关注。一方面互锁分子结构不同于传统的分子结构，它们由若干个没有共价键连接的组分以“互锁”的方式结合（类似于锁链中的不同金属大环）；另一方面，互锁分子不同于传统的超分子复合物，它们的互锁组分无法在不破坏共价键的情况下相互分开。因此互锁分子同时具备了分子的相对稳定性（相对于超分子复合物）以及超分子体系能可逆被驱动的功能性。在生命体系，这类互锁的分子结构广泛存在并扮演了非常重要的生理作用，如互锁的蛋白质生物酶、核酸衍生物以及核糖体。用有机合成的手段来合成这类互锁分子的拓扑学结构类似物，从而探索这类复杂的生命互锁分子体系的形成机理和功能，一直是超分子科学家和分子生物科学家奋斗的目标。 

    为此，李昊研究员和Sessler教授等研究员人员共同设计和发展了一种新型的互锁分子合成法。利用可逆形成的“动态”化学键，互锁分子体系能可逆的寻找其热力学最稳态，从而完成互锁分子的高效合成。该研究的另外一个重要意义在于，这个互锁分子的自组装过程发生在水中――传统的合成方法往往依赖于有毒性的有机溶剂。由于水是生命过程的媒介，这就意味着关于互锁分子的可逆自组装的研究，从一种简单的科学家的科研兴趣，向实现其对于生命过程的模拟以及在生命体系的运用，迈出了重要的一步。

     该项成果由浙江大学、美国德州大学奥斯丁分校、美国德州州立大学以及上海大学的研究人员携手完成。该工作是李昊研究员和Sessler教授在德州大学共同设计的，相关实验和数据分析在德州大学和浙江大学完成。浙江大学化学系李昊研究员和德州大学奥斯丁分校的Sessler教授是该论文的共同通讯联系人。浙江大学化学系是该文章的第一单位和通讯单位。此项目得到了浙江大学百人计划、美国NSF研究基金和美国Welch研究基金等的支持。