单金属氰化物组装簇富勒烯CYCF是一种结构独特的内型簇富勒烯，其中内部仅仅含有一个原子，因此能够用于解释其中的结构-性质关系，但是目前仅仅分离得到两种团簇结构，分别为C₈₂、C₇₆。C₈₄是含量最高的富勒烯结构，根据相互独立的五角星规则，C₈₄含有24种可能的异构体，目前实现了分离其中的14种异构体。但是C_2v(17)-C₈₄异构体的相对能量比目前分离得到的异构体能量更低。有鉴于此，中科大杨上峰、陈木青，厦门大学谢素原等报道了4种新型C₈₄型CYCF的合成、分离，分别为MCN@C₂(13)-C₈₄ (M = Y, Dy, Tb) 、DyCN@C_2v(17)-C₈₄。此类合成得到的簇合物分子能够从 C₂(13)-C₈₄异构体通过两步Stone–Wales转化过程合成得到。

本文要点：

（1）

作者通过X射线晶体学表征，对合成的四种C₈₄结构CYCF结构进行确认，发现Y³⁺, Dy³⁺, Tb³⁺三种离子的半径区别仅仅0.01 Å，但是导致金属-笼之间的相互作用发生显著变化。

（2）

此外，当金属不变调控笼结构，从DyCN@C₂(13)-C₈₄变为DyCN@C_2v(17)-C₈₄，导致Dy-笼之间的距离发生明显变化，说明DyCN和笼之间相互作用显著变化。

参考文献

Runnan Guan, Muqing Chen*, Jinpeng Xin, Xiao-Ming Xie, Fei Jin, Qianyan Zhang, Su-Yuan Xie*, and Shangfeng Yang*, Capturing the Missing Carbon Cage Isomer of C₈₄ via Mutual Stabilization of a Triangular Monometallic Cyanide Cluster, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c02428

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c02428