三叶结是分子链形成的纽结中最简单基本结、具有拓扑手性、是自然界中最常見類型的DNA结和蛋白质结。Sauvage等人于年采用双齿氮配体并用铜离子作模板、人工分步合成出三叶结分子。随后三十多年里，Sauvage团队和其他团队合成了若干类型三叶结分子，采用的策略是设计合适的多齿或多脚配体，同时还需设计多步合成路线以共价键连接促使三叶结形成或借助金属离子与这些配体的配位，尽可能减少三叶结组装反应中所需构建块的数量。鉴于自然界中存在天然形成的涉及非共价相互作用的分子型三叶结结构，而类似经非共价相互作用自组装的人工合成三叶结分子未见文献报导，一个具挑战性的难题是，能否不借助多齿或多脚配体和多步共价键形成反应、而用较多数量的简单构建块通过非共价相互作用实现三叶结的自组装?
香港大学支志明教授团队发现单炔化合物和单核金化合物可以自组装为含非共价Au(I)-Au(I)相互作用的三叶结，其成结分子链由15个Au(I)与15个单炔共30个简单构建块在溶液中混合后自发通过Au–C配位键连接而成，表明该三叶结结构具有内在稳定性。这种Au15三叶结还能与单核Cu(I)或Ag(I)化合物反应自组装为Au9M6(M=Cu,Ag)三叶结。所有这些三叶结的结构均通过X-射线单晶衍射测定。2D核磁共振谱和高分辨ESI质谱分析显示这种单链含多达15个金属离子的三叶结亦可存在于溶液中。密度泛涵理论计算表明非共价金属-金属和金属-配体相互作用，以及配体中长链取代基增强的配体间分散相互作用，支配这种三叶结结构的稳定性。
Au15、Au9Cu6和Au9Ag6三叶结在固态室温条件下都能发光，其发射波长与d10-d10Au-Au、Au-Ag、Au-Cu的Pauli排斥(M-MPauli)强度有关联。在己烷溶液中，Au9Cu6相对较稳定，其激发态性质已通过纳秒和飞秒瞬态吸收光谱(ns-ta,fs-ta)进行研究。Au15三叶结在溶液中部分转变为Au12索烃直至达到可逆平衡状态、此过程中未检测到其它物种产生。
该工作中的Au15三叶结是首例通过非共价金属-金属相互作用和金属-碳配位键自组装的三叶结以及具有分子结结构的金化合物和炔基金属均配物，亦是迄今为止单链含金属离子数目最多的分子型三叶结。该工作为三叶结的人工合成提供了一种新策略，开创了成结分子链的各组分之间均由金属-碳键连接的“全有机金属”分子结领域。
论文信息
Self-AssemblyofMolecularTrefoilKnotsFeaturingPentadecanuclearHomolepticAuI-,AuI/AgI-,orAuI/CuI-AlkynylCoordination
Guang-TaoXu,Dr.Xiao-YongChang,Dr.Kam-HungLow,Dr.Liang-LiangWu,Dr.QingyunWan,Dr.Hui-XingShu,Dr.Wai-PongTo,Dr.Jie-ShengHuang,Prof.?Dr.Chi-MingChe
AngewandteChemieInternationalEdition
DOI:10./anie.
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