过去的一年里X-MOL刊登了很多有深度、有意思的文章，我们挑选其中读者阅读量最高、分享最多的十篇，作为春节特辑，祝各位读者新春愉快！
1. Science：油和水为什么不能混合？
SFS测试及油-水界面示意图。图片来源：Science
油和水不能混合，这算是人人皆知的常识了。早期的实验发现，当置于电场中时，这些微小的油滴会向正极移动。也就是说，水中的油滴表现出负的zeta（ζ）电位。水中油滴表面为什么会有负电荷？瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）Sylvie Roke和意大利国际理论物理中心Ali Hassanali等研究者利用偏振振动和频散射（sum-frequency scattering，SFS）光谱研究了分散在重水（D2O）中的十六烷油滴（~200 nm），实验观测结果与分子动力学模拟相吻合，证实了水分子与烷基氢形成了“不正确”的界面C–H•••O氢键，导致了水至油的电荷转移，揭开了疏水油滴表面负电荷的来源秘密。
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2. 无法重复，Science 碳氢键活化论文被撤稿
撤稿声明。图片来源：Science
日本北海道大学的Masaya Sawamura教授课题组2020年8月在Science 发表文章，提出了一个利用受体配体（Receptor Ligand, RL）实现远程C(sp3)–H键活化的新策略。2022年4月28日，Science 杂志发布了一则撤稿声明，应作者的要求撤回该论文。主要原因是反应不可重复以及大量NMR波谱数据被人为操纵。
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3. 合成“莫比乌斯”碳纳米带
莫比乌斯带结构，具有莫比乌斯结构的分子、碳纳米带，以及莫比乌斯碳纳米带的合成策略。图片来源：ChemRxiv
莫比乌斯带，作为不可定向曲面中最简单的一个例子，只有一个面（即单侧曲面）。具有莫比乌斯结构的芳香分子也吸引了合成化学家们的兴趣。日本名古屋大学的Yasutomo Segawa和Kenichiro Itami等人2017年成功合成碳纳米带（CNB）分子的基础上，再次成功合成并分离了莫比乌斯碳纳米带分子（MCNB），并对其性质进行了研究和相应的理论计算。如上图c所示，(n,n)CNBs的合成通过包含二溴对苯撑结构和顺式乙烯基结构的环状分子进行还原偶联反应。此方法最关键的特点就是当环状前驱体的重复单元为偶数时，得到的是一般的CNBs。而当重复单元为奇数时，则能最终得到MCNBs。
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4. Nature：电子催化的分子识别
从电子催化的化学反应到电子催化的分子识别。图片来源：Nature
2014年，Curran和Studer正式提出了“电子催化”的理念。简言之，电子可以充当催化剂的角色，降低反应能垒，加快反应速率。如果将分子识别看作是一种“非共价反应”，那么遵循相似的机制，电子完全可以用来催化分子间的识别和组装。美国西北大学的J. Fraser Stoddart教授和Michael R. Wasielewski教授、加州理工学院William A. Goddard教授以及缅因大学R. Dean Astumian教授四个团队共同合作，首次实现了电子对分子识别过程的催化和调控。作为一种全新的组装策略，电子催化原理清晰，体系简洁，方法可控，既减轻了对催化剂的结构依赖，又赋予了精准调控组装进程和产物分布的能力。
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5. 南科大[5 2]新征程：首次全合成生物碱
基于Type II [5 2]环加成反应全合成Daphgraciline。图片来源：JACS
天然产物 Daphgraciline 是虎皮楠Yuzurine类生物碱家族的代表性分子之一，它含有一个空间上拥挤的[6-7-5-5-6]五环骨架，同时还具有一个独特的氮杂 [4.3.1] 桥环环系，一个罕见的含有半缩酮的螺环结构，以及两个共轭的四取代双键，该分子具有多个手性中心，包括2个相邻的全碳季碳中心。南方科技大学李闯创教授课题组采用课题组首创的、特色鲜明的Type II [5 2] 环加成反应为关键策略，实现了Daphgraciline 的首次全合成。
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6. 动态共价重构，COF“化茧成蝶”┃华东理工大学首篇Nature
框架重构：基于纳米限域反应和动态共价键，构筑兼具高结晶性和高稳定性的COF材料新策略。图片来源：Nature
共价有机框架（COFs）是新兴的晶态多孔材料，全部由轻质的有机分子基元通过共价键连接而形成二维或三维的网络结构。针对该领域长期以来“结晶性”和“稳定性”难以兼得的共价组装挑战，华东理工大学朱为宏教授、田禾院士团队与英国利物浦大学Andrew Cooper院士团队合作，提出了“重构共价有机框架”（Reconstructed COF, RC-COF）的全新概念，通过可逆共价键预组装和合成后框架重构为不可逆共价键制备了高结晶、高稳定的COF材料，获得了优于所有已知COF材料的二氧化碳吸附能力，以及可与同领域最高水平材料相媲美的光催化产氢性能。
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7. Science：河豚毒素简洁全合成
河豚毒素逆合成分析。图片来源：Science
作为一种神经毒性的天然产物，河豚毒素（河鲀毒素，tetrodotoxin，TTX）被发现已超过百年。TTX的碳骨架由带有C1和C2侧链的环己烷环组成，两个顺式羟基与羧基形成了TTX的标志性二氧杂金刚烷核心，并通过α-叔胺与环胍稠合。另外，该分子含有四个环和九个连续的手性中心，同时还有一个伯羟基、两个仲羟基、一个叔羟基以及一个半缩胺醛，这进一步增加了分子的结构复杂性。美国纽约大学的Dirk Trauner和Bryan S. Matsuura等研究者以22步总步骤、11%的总收率实现了河豚毒素相对简洁的立体选择性全合成。
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8. 碳龙催化
碳龙配合物催化惰性烯烃的双官能化反应。图片来源：JACS
双金属催化剂，尤其是含金属-金属相互作用的双金属体系，可以通过近距离的两类不同金属的协同作用，实现比单金属催化剂更有效、更独特的催化反应。然而，合理设计这样的双金属催化剂并实现其应用极具挑战性，往往需要两种金属具有不同的催化特性，并能够在催化过程中“完美配合”。由夏海平教授领衔，我国原创的“碳龙化学（Carbolong Chemistry）”首次在有机金属催化领域取得突破。该团队利用双金属碳龙配合物[Os-Cu]作为催化剂，实现了惰性烯烃的双官能化反应。
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9. Science：卷……当沸石都开始卷……
软模板法合成沸石纳米管示意图。图片来源：Science
沸石在化学化工领域有着广泛的应用，有序的微孔结构使得各类沸石常被用作具有尺寸选择性和形状选择性的催化剂及吸附剂。为了改善沸石的吸附和催化性能，人们想了很多方法来调节沸石的形态和尺寸。美国佐治亚理工大学Sankar Nair和Christopher W. Jones与瑞典斯德哥尔摩大学Tom Willhammar等研究者使用一种bolaform结构导向剂做软模板，通过巧妙设计导向剂分子的亲疏水部分，成功诱导前驱体自组装，制备出具有介孔-微孔层次结构的准一维单壁沸石纳米管。
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10. 意外带来的Science：凝胶→溶胶→凝胶→溶胶，只需稀释
稀释诱导凝胶→溶胶→凝胶→溶胶的转变过程示意图。图片来源：PNAS
水凝胶放在水里，逐渐会被水稀释从而变成液体；如果继续加水稀释，溶液只能越来越稀。如果还想恢复凝胶状态怎么办？学过化学的人都知道，要想法提高浓度。然而，荷兰埃因霍温科技大学E. W. Meijer课题组却发现了另外一种从未见诸报道的现象：水凝胶加水稀释，先变成溶液，然而进一步稀释后，溶液又变成了水凝胶。
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