近日，我校化学与化工学院王君文教授团队冯会军副教授在国际化学学术顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》（《德国应用化学》）发表了题为“Reversible Structural Transformation Between a Hopf Link and a Solomon Link”（Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e3700741）的研究论文。化学与化工学院硕士生李慧敏为论文第一作者，冯会军副教授为通讯作者，我校为唯一通讯单位。

图1 Hopf link（a）和Solomon link（b）的结构示意图

[2]-索烃是由两个机械互锁分子环构成的互锁结构，该类分子包含Hopf link和Solomon link两种拓扑结构。其中，Hopf link是[2]-索烃的最简单形式，包含两个交叉点（图1a）；Solomon link包含四个交叉点（图1b）。尽管科学家对[2]索烃的研究日益增加，但是关于Hopf link与Solomon link之间的拓扑转化至今尚未实现。本研究首次实现了这两种结构之间的可逆拓扑转化，研究者利用Ag(I)离子的配位化学特性，在温和条件下成功驱动了两种机械互锁分子的相互转换。

研究团队设计并合成了半刚性的联吡啶双齿配体，并将其与三种具有不同金属-金属距离的双核 Cp*Rh/Ir构筑单元进行自组装。在无Ag(I)模板的情况下，该配体与双核构筑单元组装形成Hopf link。加入Ag(I)离子后，Hopf link可转化为Solomon link；而通过加入氯离子沉淀Ag(I)或利用太阳光还原 Ag(I)，Solomon link则可逆地恢复为Hopf link（图2）。

图2 Hopf link与Solomon link相互转化示意图

此外，当使用更长的双核构筑单元并在Ag(I)存在下进行组装时，体系中同时生成了Solomon link和Hopf link两种拓扑结构，Solomon link在溶液中可自发转化为Hopf link，该过程符合一级反应动力学特征。晶体结构分析表明，在这两种拓扑结构中，Ag(I)采取四面体配位构型，而非共价相互作用（如 π-π 堆积、CH…π 作用）对拓扑结构的构建起到了一定的稳定作用。

该研究不仅拓展了金属离子模板法在复杂拓扑结构构筑中的应用，而且首次实现了Hopf link与Solomon link之间的可逆结构转变，为刺激响应型分子机器和动态超分子体系的设计提供了新思路。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.3700741