In elkaar grijpende moleculaire soorten hebben de laatste tijd veel aandacht gekregen, niet alleen vanwege hun intrigerende structuren en topologisch belang, maar ook vanwege hun belangrijke toepassingen als moleculaire machines en apparaten op nanoschaal. Profiteer van de omkeerbare coördinatiebinding, een of andere gecompliceerde onderling verbonden structuur kan worden gerealiseerd door een hoog rendement, processen in één stap, bijvoorbeeld, [2]catenanen en de Salomon-knoop. Moleculaire Borromeïsche ringen (BR's) zijn [3]catenanen topoisomeren waarin geen van de samenstellende ringen is gekoppeld, maar kan ook niet worden gescheiden zonder een van de ringen te breken (Fig. 1). Lineaire [3]catenanen zijn een ander fascinerend motief met drie ringen. Er zijn verschillende effectieve methoden gepresenteerd voor de constructie van organische lineaire [3]catenanen. Echter, de haalbare strategieën voor de synthese van organometallische lineaire metalla[3]catenanen op basis van coördinatiegestuurde zelfassemblage zijn nog steeds erg zeldzaam. Voorbij lineaire [3]catenanen, ring-in-ring-complex zijn ook een zeer zeldzaam structureel motief, die kunnen worden beschouwd als substructuren van OR's en belangrijke tussenproducten voor de voorbereiding van OR's. jij Lu, Dong Liu, Yue-Jian Lin, Zhen-Hua Li en Guo-Xin Jin van Fudan University (Shanghai, China) maakte spannende vorderingen en ontwikkelde zelfassemblage van metalla[3]catenanen, Borromeïsche ringen en ring-in-ring-complex met behulp van een eenvoudige π-donoreenheid.

Door de grote elektronenwolk van het zwavelatoom, S-bevattende heterocyclische verbindingen vertonen gewoonlijk sterkere stapelingsinteracties dan polycyclische aromatische verbindingen onder vergelijkbare omstandigheden. Om de stapelinteracties te verbeteren, bithiofenylgroepen werden gebruikt als bouwstenen om de veelgebruikte fenyleen- of polycyclische aromatische groepen te vervangen. Ondertussen, elektrostatische interacties tussen elektronenrijke (π-donor, D) en elektron-deficiënt (π-acceptor, A) aromatische groepen zijn belangrijke drijvende krachten in de gastheer-gastchemie. Metaalrechthoeken of kooien die zijn gebaseerd op zelfassemblage van coördinatie, dragen gewoonlijk verschillende positieve ladingen. Door Coulomb afstoting, dit type metaalrechthoeken of kooien is meer geschikt om te combineren met elektroneutrale of elektronenrijke gasten dan met elektronenarme kationen, en het overwinnen van de Coulomb-afstoting tussen een kationische gast en een kationische gastheer is nog steeds een uitdaging. Bithiofenylgroepen zijn sterke D-eenheden, dus hun introductie in metaalrechthoeken zou kunnen leiden tot sterke interacties tussen D-eenheden en A-eenheden, wat een veelbelovende strategie is om de Coulomb-afstoting te overwinnen en mogelijk de introductie van een positief geladen kation in een positief geladen kationische metallaire rechthoek mogelijk te maken. Door deze logica te volgen, als een elektron-deficiënt kation zou kunnen worden geïntroduceerd in een kationische metalla-rechthoek door gebruik te maken van sterke D-A-interacties, het zou ook mogelijk kunnen zijn om een ​​kationische metaalrechthoek op basis van A-eenheden in een metaalrechthoek op basis van D-eenheden te rijgen, om een ​​heterogeen D-A ring-in-ring complex te verkrijgen.

In dit werk, een reeks op Cp*Rh gebaseerde (Cp* =pentamethylcyclopentadienyl) homogene metalla[2]catenanen, evenals lineaire metalla[3]catenanen en BRs-structuur werden gerealiseerd door het gebruik van bouwstenen op basis van bithiofenylgroepen, een eenvoudige π-donoreenheid. Bithiofenylgroepen spelen een cruciale rol bij de vorming van homogene in elkaar grijpende structuren, namelijk het versterken van de sterkte van de interringinteracties. Door gebruik te maken van sterke elektrostatische interacties tussen D- en A-eenheden, het elektron-deficiënte methylviologen-kation werd gebruikt als gastmolecuul om een ​​omkeerbare conversie tussen een [2]catenanen en een monomere rechthoek te realiseren. Verder, een kationische metallarectangle op basis van A-eenheden werd geregen in een metallarectangle op basis van bithiofenylgroepen, wat leidt tot een heterogeen ring-in-ringcomplex. Deze methode voor het vormen van een ring-in-ring-complex werd uitgebreid door gebruik te maken van een metallaire rechthoek op basis van een pyrenylgroep.

Deze bevindingen zullen het begrip van zelfassemblage van coördinatie helpen en het veld van organometaalassemblages vooruit helpen.