棘轮机制已被证明是设计分子马达和机器的关键原理,这些机器和机器利用随机热波动进行能量输入的定向运动。将棘轮机构集成到人工系统中,精确的分子设计是控制其子组件之间相对运动路径的先决条件,这仍然是一项艰巨的挑战。在此,我们报告了一种通过在轮烷系统中使用新型
DBU 催化的塞子离开反应选择性分离两个塞子之一来控制大环运输障碍的直接方法。首先允许大环从开口端穿到半哑铃轴上,随后通过热力学捕获到非对称轮烷中。然后,它被强力驱动上坡,直到它通过破坏其与
铵位点的相互作用而达到动力学捕获状态,并最终在移除相应的止动屏障时从另一端定量释放。虽然目前系统的定向运输是通过离散的
化学反应来实现更高的运输效率,但它通过使用可离去塞子的轮烷策略代表了一种新的分子运输模型。