分子机器的
化学结构和机械行为之间的关系对于高级纳米机器的合理设计至关重要。在这里,我们报告了两个双稳态轮烷中纳米级平移运动的机械研究。两种轮烷均由互锁在聚醚轴上的四酰胺大环组成。大环可以在初始琥珀酰胺站和 3,6-二羟基或 3,6-二叔丁基-1,8-
萘二甲
酰亚胺末端站之间穿梭。大环的易位由站之间的氢键平衡控制。根据系统的不同,平衡可以通过分子间质子或电子转移进行光
化学扰动。据我们所知,首次证明了利用来自传统光酸的质子转移来操作分子机器。穿梭动力学通过紫外-可见光和红外瞬态吸收光谱进行监测。与具有相同长度的全
烷烃线的结构相似的轮烷相比,聚醚轴可将穿梭加速约 70%。加速归因于活化能的降低,这是由于大环部分氢键结合到轴的醚基团的早期过渡状态。迄今为止,二羟基轮烷在纳米距离(τshuttling ≈ 30 ns)上表现出最快的穿梭速度。