近日，美国化学会（ACS）旗下的《化学化工新闻》（C&EN）杂志选出了他们心目中与COVID-19无关的2021年度六大最“酷”分子，代表着全球化学家在这一年里取得的突破与成就，包括了二维材料氢化硼烯、锕系元素的探索、“∞结构”分子、手性季铵盐的合成、以及生物化学重大发现——糖基RNA。经过读者投票，最终“∞结构”分子排列第一。

按照读者投票结果由高至低排序，如图所示

酷似无穷大符号（∞）的化学分子

日本名古屋大学的研究团队将12个苯环融合在一起，生成了一个结构酷似无穷大符号“∞”的化学分子。研究人员将它称为Infinitene。在X射线晶体结构中，上下两个苯环之间的距离只有3.192 ？，无穷大分子自身交错。通过计算研究，化学家证实，无穷大分子的π电子在单个苯环内离域，而不是在整个分子中。这项研究先以预印本的形式发布（ChemRxiv 2021,DOI: 10.33774/chemrxiv-2021-pcwcc），后发表在《美国化学会志》期刊上（J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.1c10807）。

图片来源：Cell

颠覆性发现！首次发现RNA被多糖修饰

科学家们早就知道糖分子可以修饰蛋白质和脂质等生物分子。斯坦福大学Carolyn R. Bertozzi和Ryan A. Flynn团队首次发现RNA分子也可以被糖基化修饰（Cell 2021, DOI: 10.1016/j.cell.2021.04.023）。研究人员在从人类到小鼠、仓鼠、斑马鱼等不同生物体的细胞表面都发现了糖RNA（glycoRNA），意味着糖RNA的存在十分普遍。糖基化RNA分子从细胞膜中伸出，在那里它们可能充当免疫系统的信号。

选择性合成手性氮的化学反应

手性氮化合物

在有机化学合成中，控制分子的手性（chirality）是一个重要挑战。在有机分子中常见的元素中，控制氮原子的手性尤其不是一件容易的事。手性季铵盐的合成对于药物开发具有着重要的意义。

今年在《自然》杂志上发表的一项研究中，杜伦大学的Matthew O. Kitching团队通过一锅法实现了季铵盐的对映选择性合成，并且具有优异的收率和选择性（Nature 2021, DOI: 10.1038/s41586-021-03735-5）。他们用烷基溴处理胺，取代胺上的孤电子对，并将所得的对映异构体混合物与1, 1'-双-2-萘烯（BINOL）结合，将分子锁定为一种构象，随后去除BINOL，留下所需的手性铵对映异构体。

包含锿元素的复合物

锿配位复合物

锿（einsteinium，Es）是在1952年第一次氢弹爆炸的残余物中发现的，并以物理学家阿尔伯特·爱因斯坦命名。自发现以来，科学家们对它的研究很少，因为它非常难于合成，并且具有高度放射性。锿是能获得可称量的最重的元素，锿的同位素从243到255，半衰期从约20秒到400天。²⁵⁴Es相对稳定，可以进行常规化学实验。

美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究团队克服了重重困难，采用羟基吡啶酮基配体处理²⁵⁴Es，制备了一种配位复合物[Es^III(HOPO)]^？（Nature 2021, DOI: 10.1038/s41586-020-03179-3），并且利用这种复合物，对锿元素的成键特征和光谱特性进行了分析。研究人员表示，这些结果将帮助科学家进一步了解锿所在的锕系元素的特征。

结晶钍（thorium）配合物

锕系元素之间构成的化学键通常寿命很短，难于进行研究。曼彻斯特大学的研究人员报道了在常规实验条件下含钍-钍键团簇晶体（[{Th(η⁸-C₈H₈)(μ₃-Cl)₂}₃{K(THF)₂}₂]_∞）的制备和分离（Nature, 2021, 598, 72-75, DOI: 10.1038/s41586-021-03888-3）。它足够稳定，科学家可以使用X射线晶体学来确定它的三维结构。

氢化硼烯，图片来源：Mark C. Hersam/西北大学

氢化硼烯

硼烯是一种单原子厚的硼薄片，化学性质不稳定。Science封面文章刊登了美国西北大学的Mark C. Hersam团队的一种提高硼烯稳定性的“变通”方法（Science 2021, DOI: 10.1126/science.abg1874）。他们在超高真空中用原子氢对硼烯进行氢化，得到的氢化硼烯在空气中能够保持稳定一周。加氢过程是可逆的，因此氢化硼烯可以作为保护不稳定硼烯的一种方式。

（摘编自高分子科学前沿）