Le specie molecolari interconnesse hanno ricevuto una notevole attenzione di recente, non solo per le loro strutture intriganti e l'importanza topologica, ma anche per le loro importanti applicazioni come macchine molecolari e dispositivi su scala nanometrica. Beneficiando del legame di coordinamento reversibile, qualche complicata struttura ad incastro potrebbe essere realizzata da un alto rendimento, processi in un'unica fase, Per esempio, [2]catenane e nodo di Salomone. Gli anelli borromei molecolari (BR) sono topoisomeri [3]catenani in cui nessuno degli anelli componenti è collegato, ma anche non può essere separato senza rompere uno degli anelli (Fig. 1). Le catenane lineari [3] sono un altro affascinante motivo a tre anelli intrecciati. Sono stati presentati diversi metodi efficaci per la costruzione di catenani lineari organici [3]. Però, le strategie praticabili per la sintesi di metalla[3]catenani lineari organometallici basate sull'autoassemblaggio guidato dalla coordinazione sono ancora molto rare. Oltre [3]catenani lineari, complesso anello nell'anello sono anche un motivo strutturale molto raro, che possono essere considerati come sottostrutture dei BR e intermedi chiave per la preparazione dei BR. Di recente, Sì Lu, Dong Liu, Yue-Jian Lin, Zhen-Hua Li e Guo-Xin Jin della Fudan University (Shanghai, Cina) ha compiuto entusiasmanti progressi e ha sviluppato l'autoassemblaggio di metalla[3]catenane, Anelli borromei e complesso anello nell'anello utilizzando una semplice unità -donatore.

A causa della grande nube di elettroni dell'atomo di zolfo, I composti eterociclici contenenti S di solito presentano interazioni di impilamento più forti rispetto ai composti aromatici policiclici in condizioni simili. Al fine di migliorare le interazioni di impilamento, gruppi bitiofenile sono stati utilizzati come elementi costitutivi per sostituire i gruppi fenilene o policiclici aromatici ampiamente utilizzati. Nel frattempo, interazioni elettrostatiche tra ricchi di elettroni (π-donatore, D) e carente di elettroni (π-accettore, A) i gruppi aromatici sono importanti forze trainanti nella chimica ospite-ospite. I rettangoli metallici o le gabbie basate sull'autoassemblaggio di coordinazione portano comunemente diverse cariche positive. A causa della repulsione coulombiana, questo tipo di metallolarerettangoli o gabbie è più adatto alla combinazione con ospiti elettroneutri o ricchi di elettroni che con cationi poveri di elettroni, e superare la repulsione coulombiana tra un ospite cationico e un ospite cationico è ancora una sfida. I gruppi bitiofenile sono unità D forti, quindi la loro introduzione in metallorettangoli potrebbe portare a forti interazioni tra unità D e unità A, che è una strategia promettente per superare la repulsione coulombiana e consentire potenzialmente l'introduzione di un catione con carica positiva all'interno di un metallorettangolo cationico con carica positiva. Seguendo questa logica, se un catione carente di elettroni potesse essere introdotto in un metallorettangolo cationico sfruttando forti interazioni D-A, potrebbe anche essere possibile infilare un rettangolo metallico cationico basato su unità A all'interno di un rettangolo metallico basato su unità D, ottenere un complesso anello-in-anello eterogeneo D-A.

In questo lavoro, una serie di metalla[2]catenani omogenei a base di Cp*Rh (Cp* =pentametilciclopentadienil), così come la struttura lineare dei metalla[3]catenani e dei BRs è stata realizzata mediante l'uso di blocchi a base di gruppi bitiofenile, una semplice unità -donatori. I gruppi bitiofenile svolgono un ruolo cruciale nella formazione delle strutture interconnesse omogenee, vale a dire migliorare la forza delle interazioni tra gli anelli. Sfruttando le forti interazioni elettrostatiche tra le unità D e A, il catione metilviologeno deficiente di elettroni è stato utilizzato come molecola ospite per realizzare la conversione reversibile tra un [2]catenano e un rettangolo monomerico. Per di più, un metallarectangle cationico basato su unità A è stato infilato all'interno di un metallarectangle basato su gruppi bitiofenile, che porta a un complesso anello nell'anello eterogeneo. Questo metodo per formare il complesso anello nell'anello è stato esteso mediante l'uso di un rettangolo metallico basato sul gruppo pirenile.

Questi risultati aiuteranno la comprensione dell'autoassemblaggio di coordinamento e faranno avanzare il campo degli assemblaggi organometallici.