Frank–Kasper（FK）晶相是通过球状结构的有序粒子形成的密堆积结构，这种结构被人们发现在金属合金、无机胶体、超分子软物质等体系中存在，但是未曾在小分子有机体系中发现此类晶相。有鉴于此，南安普敦大学/曼彻斯特大学Riccardo Montis等近期在Nature上发表了在有机吡啶小分子中观测形成FK结构晶体相。Nature Chemistry编辑Kathryn Ashe对该工作进行亮点报道。

本文要点：

（1）

Riccardo Montis等发现，4-氨基吡啶的盐酸盐形成4种特定结构，其中2种结构含有相同的从吡啶阳离子和氯阴离子形成的三种多面体簇状结构，说明形成FK晶相结构。Phase 1从丙酮、乙醇/甲醇混合溶剂种晶化得到，Phase 3能够通过蒸发溶液获得，Phase 2、Phase 4通过Phase 1的重结晶实现。

（2）

这种相同的有机盐生成多种不同晶体的现象非常有意思，Phase 1的复杂性暗示晶化前能够发生预先自组装过程，通过丙酮向乙醇/甲醇溶剂扩散，实现了液-液相分离，生成富含溶剂的液相、致密溶液相用于结晶。

NMR光谱表征结果显示，Phase 3的前驱溶液相、Phase 1的致密前驱液相之间的聚集过程相互区别，尤其是在晶化点附近。作者认为这种溶剂-溶质之间的相互作用在不同系统中有所区别，因此导致晶化之前形成不同的自组装过程。

（3）

通过冷冻电镜表征方法，揭示成核之前的致密液相中形成小圆形聚集体簇，而且大小、形状分别对应于不同晶相。本文研究结果为控制、预测小分子自组装过程提供经验和指导。

参考文献

Kathryn Ashe, Constructing complex crystals, Nat. Chem. 13, 211 (2021).

DOI: 10.1038/s41557-021-00659-5

https://www.nature.com/articles/s41557-021-00659-5

Montis, R. et al. Complex structures arising from the self-assembly of a simple organic salt Nature 590, 275–278 (2021).

DOI: 10.1038/s41586-021-03194-y

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03194-y