机械互锁结构分子

机械互锁结构分子（，MIMAs）是超分子化学中一个重要的概念，在拓扑学领域颇有意义。机械互锁结构分子由许多环状分子嵌套而成，这些环状分子之间的连接并非传统的共价键，而是机械键。有别于一般的有机物，这类分子属于一种新型拓扑结构分子。在纳米技术、有机合成等领域，这种分子都有极大用武之地，它是制造分子机器的基础，例如其制造出的分子马达能够模仿生物体的一些功能。

定义 
机械互锁结构分子指一类结构独特的超分子，其多个组分之间由机械键而非共价键相连。只有某个组分内部的共价键断裂时，整个结构才会解离。

分类

准轮烷与轮烷 

准轮烷不属于机械互锁结构分子，它指的是一类络合物，其中线状分子作为客体穿过主体，其间通过分子间作用力连接。准轮烷是合成多种机械互锁结构分子的前体，故其稳定程度会影响此合成的产率。

轮烷的结构如左图所示，其中一个环状分子作为“轮”，一个线状分子作为“轴”，后者两个端基体积大于前者内径，从而两者无法脱离。

索烃

分子结

Borromean链环分子

合成 
模版合成法是合成机械互锁结构分子最有效的方法之一。其中金属配位键则是一种常用的模版作用。

1981年，Ogino最先合成出了含金属配位键的轮烷，其具体方法是将氯化二氯二乙二胺合钴(III)与穿过α-环糊精的二胺分子配位，最终产率为19%，在当时属于极高的产率。

应用 
机械互锁结构分子有外加能量（如化学能、电能、光能等）时可以在两种状态之间转换（分别代表二进制下的0与1），这一特性可用于制造分子机器。

参见

参考文献