鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素，其氧化物普遍存在于粘土、沸石分子篩和礦物中，在工業催化領域發揮著重要作用。鋁離子的溶液組裝化學與團簇化學研究是氧化鋁類材料構效關系研究的重要基礎。然而，鋁離子易水解的特性極大限制了其團簇聚集態等中間態物質精確結構信息的獲取。如何合成具有精確結構的晶態鋁氧簇（AlOC）分子化合物是一挑戰性課題。

中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室張健研究員和方偉慧研究員領導研究人員，采用配位延遲水解策略（即利用有機配體與鋁離子的配位一定程度上減緩鋁氧單元的快速聚集沉淀，從而有利于單晶生長。），成功地設計合成了一系列具有環狀結構的多核鋁配合物（簡稱：鋁分子環）。環狀金屬配合物常見報導于過渡金屬或稀土化合物體系，而這樣的結構易調控的環狀多核鋁輪簇體系還是首次面世。

這類漂亮的鋁分子環由苯甲酸類配體和一元醇分子連接鋁離子而形成。通過巧妙地調控一元醇的尺寸可以成功將鋁分子環從八元環（Al8）拓展到十六元環（Al16）。此外，環表面的苯甲酸配體可以引入不同的官能團，如-F、-Cl、-NH2、-CH3等。研究表明含有不同的官能團的鋁分子環具有不同的溶解性。其中，含-NH2 的AlOC-12分子在DMF溶劑中具有良好的溶解性和穩定性。配體取代實驗發現AlOC-12可以成功轉化為AlOC-8。因此，鋁分子環的配體功能化不僅可以通過一步法實現，還可以通過配體取代的途徑來實現。鋁分子環骨架保持而外圍有機配體可修飾的特點將有利于其性能的調控以及作為次級構筑單元去組裝多孔材料。

該研究工作不僅從分子層次豐富了鋁離子的配位組裝化學，也為鋁氧聚集態的團簇化學研究奠定了良好基礎。有關這類鋁分子環的功能應用還在進一步探索中。

論文信息：

Designable Aluminum Molecular Rings: Ring Expansion and Ligand Functionalization

Lin Geng, Chen-Hui Liu, San-Tai Wang, Wei-Hui Fang and Jian Zhang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202007270

點擊左下角 “ 閱讀原文 ” ，可直達閱讀該論文原文。

《德國應用化學》(Angewandte Chemie)創刊于1888年，是德國化學學會（GDCh）的官方期刊并由Wiley–VCH出版。作為化學領域的權威期刊，《德國應用化學》涵蓋了化學研究的各個領域，刊發包括新聞、綜述、觀點、通訊、研究論文等在內的各種內容。