基于“脚”之间的动态共价键,一系列小分子步行者轨道共轭物 3,4-C(n)(n = 2、3、4、5 和 8)的合成和系统动力学的步行者和轨道的“立足点”,进行了描述。每个步行者都有一个酰基酰
肼和一个
硫基脚,由“n”亚甲基基团的间隔链隔开,而轨道由四个交替互补功能(醛和掩蔽
硫醇)的立足点组成。在酸和碱之间反复切换时,步行者部分可以在轨道上的立足点之间交换,主要通过“传腿步态”机制,直到达到稳定状态、最小能量分布。在反应序列中引入动力学控制步骤(氧化还原介导的二
硫键断裂和重整)会导致步行者在轨道上的分布出现方向偏差。不同长度的步行者分子表现出非常不同的行走行为:系统 n = 2 和 3 实际上不能沿着轨道“行走”,因为它们的步幅太短而无法跨越内部立足点。具有较长间隔物(n = 4、5 和 8)的步行者会反复在轨道上上下移动,但只有 C(4) 和 C(5) 系统才能在酸-氧化还原条件下实现方向偏差,有趣的是,在相反的方向(C(8)