《美國化學(xué)會志》報道我院多酸基戈德堡多面體定向構(gòu)筑的研究工作
“戈德堡”多面體(Goldberg Polyhedron)被稱為第四類多面體，是一類由五邊形和六邊形組成的具有二十面體對稱性的規(guī)則凸多面體，1937年首次被數(shù)學(xué)家Michael Goldberg提出。Goldberg多面體雖然提出比較晚，但在自然界中卻早已存在。眾所周知的富勒烯分子和部分病毒衣殼（例如感冒病毒）就屬于Goldberg多面體。2014年，美國科學(xué)家在研究人眼視網(wǎng)膜時偶然發(fā)現(xiàn)一種名為網(wǎng)格蛋白的蛋白質(zhì)具有這種吸引人的多面體結(jié)構(gòu)。如果科學(xué)家能夠從分子層面準確描述某種病毒的幾何形狀，或許就能夠找到更好的方法與這些病毒作斗爭。
從配位化學(xué)和超分子化學(xué)出發(fā)構(gòu)筑這類Goldberg多面體仍然是一項挑戰(zhàn)。2017年，日本化學(xué)家Makoto Fujita在Nature雜志報道了一例由三角形和四邊形構(gòu)筑的具有符合Goldberg多面體規(guī)則的分子籠化合物，而由五邊形和六邊形構(gòu)筑的嚴格服從Goldberg多面體規(guī)則的分子目前仍然是空白。主要原因在于Goldberg多面體結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，即使最簡單的Goldberg多面體也需要60個頂點和90條邊（例如C60分子），其次具有五邊形的分子建筑塊也鮮有報告。
蘇忠民和王新龍教授課題組多年來始終堅持多酸合成化學(xué)，以多金屬釩酸鹽為研究對象，成功分離出具有五角形構(gòu)型的[WV5]簇，該多酸簇作為分子構(gòu)筑單元，在溶液中定向組裝Goldberg多面體，成功合成出具有富勒烯C60和C80構(gòu)型的多酸基Goldberg多面體。該系列多面體具有納米級尺寸，最大直徑可以達到4.3納米。能夠吸附C60等客體分子，并利用單晶X射線衍射技術(shù)，確定C60分子在晶格中的準確位置。該系列工作的研究意義在于以多酸分子為建筑塊，首次定向構(gòu)筑具有納米尺寸的Goldberg多面體，并實現(xiàn)客體分子的吸附和脫附，為科學(xué)家從分子水平理解和描述病毒衣殼提供研究模型和平臺。該工作被選為期刊封面文章?；瘜W(xué)學(xué)院2015級博士生張譽騰和2018級博士生甘紅梅為該論文共同第一作者?；瘜W(xué)學(xué)院王新龍教授和愛爾蘭利默里克大學(xué)Michael J. Zaworotko為共同通訊作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金的支持。
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10866
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