摘要:
生物学通过自主的化学燃料分子机制 1 运作,包括旋转马达,如三磷酸腺苷合酶 2 和细菌鞭毛马达 3。长期以来,化学家一直在寻求用化学动力、定向旋转的组件4-17 创建类似的分子结构。然而,能够围绕单键自主 360° 定向旋转的合成马达分子已被证明是难以捉摸的,以前的设计缺乏自主加油 7、10、12 或方向性 6。在这里,我们展示了 1-苯基吡咯 2,2'-二羧酸 18,19 (1a) 是一种催化驱动的 20,21 电机,它可以连续地从化学燃料中转换能量 9,20-27 以诱导两者重复 360° 定向旋转连接它们的共价 NC 键周围的芳香环。在用碳二亚胺处理 1a 时21,25-27,环之间的分子内酸酐形成和酸酐的水解都不断发生。两种反应都是动力学门控的 28-30 导致方向偏差。因此,马达分子对碳二亚胺水合的催化连续驱动围绕NC键的净定向旋转。方向性由加速酸酐水解的添加剂和燃料的旋向性决定,并且很容易逆转添加剂31。超过