链接的互锁型分子在现代合成化学、材料科学领域中有重要意义和广泛难度，一种合成这种互锁型分子的方法在通过具有有效的成环作用，同时能够对其他分子之间有相互作用进而能够实现多个结构互锁的前驱环状分子，这个过程在希望构造的互锁分子非常多时有较大难度。但是这种分子集合体的构建能够通过显微镜得以观测其具体组成结构，为进一步的开发这种结构材料的性能提供可能性。因此，千叶大学应用化学与生物技术系Shiki Yagai教授等报道了一种方法通过具有固定曲率的超分子组装体合成了这种互锁分子。作者通过混合溶剂策略，实现了将分子能够拉长为半径达13 nm。原子力显微镜测试发现得到的纳米结构产物展现出较高程度的链接现象。通过自组装过程对闭环和二次成核过程控制，作者在原子力显微镜中发现最高数目达22的互锁分子链。
通过巴比妥酸和芳基组成的π共轭聚合物分子作为单体，并且这种共轭聚合物能够巴比妥中的氢键形成六元超大环状（玫瑰花结）结构，这种超大环状结构的形成伴随着通过π-π堆叠过程中通过平移和旋转位移的超分子聚合过程，聚合过程中产生半径（7~13 nm）的曲率，并能够形成螺旋状结构、环状结构、随机线圈结构等。实际情况中的拓扑结构通过合成过程的条件进行控制。
（2）
作者通过控制加入的反应物浓度和次数（每隔固定时间间隔（1 s）进行注入反应物，连续十次），控制合成了链式互锁结构分子聚合物体系。此外，作者考察了不同溶剂对该过程的影响，具体考察了在环己烷、正己烷、正辛烷等非极性溶剂中的组装过程。
参考文献
Sougata Datta, Yasuki Kato, Seiya Higashiharaguchi, Keisuke Aratsu, Atsushi Isobe, Takuho Saito, Deepak D. Prabhu, Yuichi Kitamoto, Martin J. Hollamby, Andrew J. Smith, Robert Dagleish, Najet Mahmoudi, Luca Pesce, Claudio Perego, Giovanni M. Pavan & Shiki Yagai*
Self-assembled poly-catenanes from supramolecular toroidal building blocks, Nature 2020, 583, 400-405.
DOI：10.1038/s41586-020-2445-z
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2445-z
Shiki Yagai课题组地址：http://chem.tf.chiba-u.jp/yagai/index-e.html
