近日，美国化学会旗下的《化学化工新闻》周刊(C&EN)列出了2017年度打破各种记录的炫酷化学分子（Molecules of the year），今年新出现了哪些“巧夺天工”的化学分子呢？我们一起来欣赏一下。 

　　“硫之花”二度盛开 

　Sulflower  来源：C&EN 

　　过硫化晕苯，因其分子形似向日葵（sunflower），也被称为“硫之花（sulflower）”。它是首个全硫取代稠环芳香烃，也是新的环状杂环碳硫化合物“硫之花”家族中的第二位成员，其中第一位成员是十多年前合成的八噻吩[8]圈烯（octathio[8]circulene）。化学家一直希望发展其他成员，包括最简单的过硫化苯，以作为电池阴极和其他电极材料。由德国德累斯顿工业大学的冯新亮教授和马普学会高分子研究所的Klaus Müllen教授组成的联合研究团队合成了这个新的“硫之花”（J. Am. Chem. Soc. 2017, DOI: 10.1021/jacs.6b12630）。 

　　“星星”分子的诞生 

　　Molecular Star来源：Chem.-Eur. J. 

　　印度理工学院-马德拉斯分校的Dillip Kumar Chand研究小组在2017年设计了这个断角的五角星型钯配合物，它的独特之处不仅仅在于其有趣的形状——由等腰梯形环绕的正五边形，更在于它是第一个含有两个不同非螯合配体的五核自组装多隔断分子。Kumar Chand及其同事相信，他们的星星分子可以激发在生物医学方面有应用潜能的细胞状分子笼的合成（Chem.-Eur. J. 2017, DOI: 10.1002/chem.201702264）。 

　　结构更复杂的降冰片烷 

　　Trinorbornane  来源：C&EN 　　

Nortricyclene Triol  来源：C&EN 

　　今年，两个研究团队分别完成了具有挑战性的新型桥多环烷烃的合成，构建了复杂的降冰片烷衍生物。其中，来自瑞士巴塞尔大学的Marcel Mayor带领团队制备了三降冰片烷（trinorbornane）。这种对称的饱和C11H16分子由两个降冰片烷单元共享一对相邻边缘构成，这样的构造恰巧形成了第三个降冰片烷的亚单元。这类方法有助于拓展天然产物的全合成技术（Chem. Commun. 2017, DOI:10.1039/c7cc06273g）。另一方面，由德国明斯特大学的Volodymyr Kozel和Günter Haufe领导的研究团队合成了nortricyclene triol，这是已知手性多环化合物中具有三重分子对称性的最小分子。研究人员正使用纯的nortricyclene对映异构体来制备液晶（Angew. Chem. Int. Ed. 2017, DOI: 10.1002/anie.201709279）。 

　　编织分子结 

　　Molecular Knot  来源：Robert W. McGregor 

　　英国曼彻斯特大学的David A. Leigh研究团队将三根螺旋线交织在一起，从而构建了今年第一个编织分子结。含192个原子的新手性分子结具有8个交叉点，比之前由两条扭结线组成的分子结要复杂得多。Leigh课题组首先利用铁原子引导联吡啶配体组装成编织结构。然后，研究人员通过烯烃复分解反应，将配体末端的烯烃连接到一起，并去除铁原子和平衡离子，以生成连续的缠绕结构。研究人员希望能够创造出更复杂的编织分子结，甚至可能是编织聚合物（Science 2017, DOI: 10.1126/science.aal1619）。 

　　缺失的杂环 

　　Dioxaazatriborinane  来源：C&EN 

　　多年以来，化学家通过不同的方式结合B、C、N、O等原子，从而创造了出多种六元杂环系统。其中的目标之一是构建新的含有缺电子硼原子的多环芳香化合物，这类化合物可用于制造光电子器件。然而，在杂环中同时掺入氮和氧与硼的方法仍然不明朗。由日本微生物化学研究所的Masakatsu Shibasaki和Naoya Kumagai领导的研究团队，设计并合成了二氧杂氮杂三硼环己烷（B₃NO₂），它是硼氮六环（B₃N₃）和硼氧六环（B₃O₃）中缺失的一环。该团队发现，二氧杂氮杂三硼环己烷能够催化酰胺化反应，并且效果比之前已知的含硼有机催化剂要好（Nat. Chem. 2017, DOI: 10.1038/nchem.2708）。 

　　最大、最复杂的多糖 

　　Arabinogalactan 来源：C&EN 

　　今年，碳水化合物合成的记录被打破：北京大学的叶新山研究团队合成了一个超大、超复杂的多糖分子，比以前任何一个多糖分子都要大上两倍。这种多糖分子被称为阿拉伯半乳聚糖（arabinogalactan），具有92个糖单元，是结核分枝杆菌（一种肺结核病菌）细胞壁的基本成分。肺结核药物乙胺丁醇阻断了该多糖的生物合成。天然多糖具有不同的结构形式和较低的丰度，使得它们难以被分离，也难以作为药物靶标或疫苗被开发研究。从头合成这些多糖面临着同样的挑战。在一锅反应中，叶新山课题组将一组短多糖组装成一条半乳聚糖链（蓝色）和两条相同的阿拉伯聚糖链（黑色）；然后，经[31+31+30]糖基化反应，将三条多糖链结合成含有92个单糖单元的阿拉伯半乳聚糖（Nat. Commun. 2017, DOI: 10.1038/ncomms14851）。 

　　电子结构独特的三氮化合物 

Triazolium Lewis Acid 来源：C&EN 

　　Triazenyl Radical 来源：C&EN 

　　化学家在今年增加了三氮原子成键的不同方式。富电子N中心分子通常可以作为Lewis碱，提供电子对与受体组分成键。以色列理工学院的Mark Gandelman及其团队发现，三唑鎓盐能够转变共受体活性，从而N中心可以作为Lewis酸，接受电子。N组成的Lewis酸可以作为活性受阻Lewis酸电子对（frustrated Lewis pairs，FLP）或其他类型的催化剂（J. Am. Chem. Soc. 2017, DOI:10.1021/jacs.6b12360）。另一方面，三氮烯自由基在之前已被光谱检测到，并且被证实可以作为过渡金属配合物的配体。但是它们不稳定，难以被分离。Eunsung Lee领导的韩国基础科学研究所（IBS）和浦项科技大学研究团队发现，可以使用N-杂环卡宾作为稳定取代基。研究人员将三氮烯自由基作为锂离子电池的阴极材料（J. Am. Chem. Soc. 2017, DOI:10.1021/jacs.7b08753）。 

　　（来源：CBG资讯公众号）