主要观点总结
本文介绍了近期科学领域的一些重要进展，包括新型固体吸附剂MOF在捕捉高温二氧化碳方面的应用，具有单电子碳-碳键的分子、第一种可溶性钷络合物的发现，以及打破规则的应变烯烃的合成等。此外，文章还涉及分子机器、镜像环糊精等相关内容。
关键观点总结
关键观点1: 新型固体吸附剂MOF实现对高温低浓度二氧化碳的可逆捕集
加州大学伯克利分校Jeffrey R. Long课题组在Science杂志上发表论文，报道了基于MOF的吸附剂，能够在高温条件下实现对二氧化碳的选择性吸附，展现了潜在的应用前景。
关键观点2: 单电子碳-碳键的突破性的科学发现
经过实验验证，科学家通过具有特定结构特征的分子实现了单电子碳-碳键的存在。这是第一个具有单电子碳-碳键的分子，对理解化学键的本质具有重要意义。
关键观点3: 第一种可溶性钷络合物的发现填补了元素周期表的空白
来自橡树岭国家实验室的科学家展示了稳定的水溶性钷络合物，并对其性质进行了研究。这一发现填补了我们对元素周期表知识的空白之一，标志着稀土研究的重大进展。
关键观点4: 其他科学进展包括打破规则的应变烯烃的合成、分子机器的研究以及镜像环糊精的创造
文章中还介绍了其他几项科学进展，包括成功合成突破规则的应变烯烃、分子机器的研究进展以及镜像环糊精的创造等。
正文
近日，C&EN 编辑重点介绍了过去一年中读者们最喜欢的一些分子，其中经过读者投票，α-ʟ-环糊精被选为年度分子。
加州大学伯克利分校Jeffrey R. Long课题组在Science 杂志上发表论文，报道了一种新型固体吸附剂，通过在一种名为MFU-4l的金属有机框架（MOF）中引入端位锌氢化物（ZnH），可以在高达200 °C的高温和低浓度CO2条件下实现对CO2的可逆捕集。机理研究表明，这种基于MOF的吸附剂相比胺基吸附剂具有更高的反应吉布斯活化能（ΔG），使得高温废气本身成为反应的能量来源，无需冷却处理，从而直接实现选择性吸附，展现了在工业废气处理系统中潜在的应用前景。Lewis于1916年首次提出了两个原子共享一对电子的概念，随后Langmuir于1919年将其命名为“共价键”，这一概念在理解化学键方面仍然具有重要意义。随后，诺贝尔奖获得者Pauling提出了一个概念，即两个原子之间共享一个未成对电子的共价键（“单电子σ键”）。90 多年后，化学家们已经通过实验证实了它的存在 （Nature 2024， DOI： 10.1038/s41586-024-07965-1）。他们利用了六苯乙烷（HPE）分子另一个重要特征——中心C-C键因周围芳基形成的空间位阻而被伸长（>1.6 Å），键伸长又导致了HOMO能级的提高。基于此，他们通过具有伸长C-C单键六苯乙烷（HPE）的单电子氧化分离出具有C•C单电子σ键的化合物，再经单晶X-射线衍射分析、拉曼光谱以及密度泛函理论计算证实了C•C单电子σ键（100 K下为2.921(3) Å）的存在（近百年接力，终登Nature，新化学键问世！！）。第一种可溶性钷络合物
该工作中，来自橡树岭国家实验室的Alexander S. Ivanov和Ilja Popovs教授领导的18位不同领域科学家团队展示了一种在水溶液中合成的由有机二甘醇酰胺配体螯合的稳定147Pm配体并研究了其性质。钷的配位结构、及钷氧键键长首次被表征，填补了我们对元素周期表知识的最后空白之一，标志着稀土研究的重大进展，并可能改写化学教科书。（Nature 2024，DOI：10.1038/s41586-024-07267-6）（改写教科书！80年来首次，这篇Nature，填补元素周期表的空白！）。钷 （III） 和有机二甘醇酰胺配体螯合制成的水溶性配位复合物100 年来，在桥头位置具有双键的桥接有机分子（此处显示为两条红色线）一直被认为过于紧张而无法制造，但这并没有阻止化学家的尝试。而今年，他们终于成功了（Science 2024， DOI： 10.1126/science.adq3519）。这些结构太不稳定而无法分离，但研究人员将它们用作环加成反应的中间体，以创建复杂的 3D 结构。（这篇Science，改写“有机化学”教科书，打破百年规则，突破理论！）字面意思，这台分子机器在盒子里思考！长边是两端带有铱络合物的多环芳分子，短边是吡嗪分子 （Angew. Chem. Int. Ed. 2024， DOI：10.1002/anie.202318829）。客体分子 — 冠烯 — 适合内部，当扁平分子从一端到另一端旋转时，π-电子相互作用将其保持在外箱内。这种类型的穿梭可以用作未来分子开关的基础。一个冠烯客体分子（中）在一个由多环芳香族分子（蓝绿色、勃艮第色和金六边形）和铱配合物（米色球）构成的纳米级盒子内来回穿梭。化学家使用 ʟ-葡萄糖创造了三种不同大小的环糊精，其分子几何形状是天然存在的 ᴅ-葡萄糖的镜像（Nat. Synth. 2024， DOI： 10.1038/s44160-024-00495-8）。这些 ʟ-环糊精的转换立体化学技术可用于多种应用，例如药物递送和对映选择性合成。这种 α-ʟ-环糊精由六个糖单元组成。研究人员还制作了七糖和八糖版本。
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