Controlling the rate of shuttling motions in [2]rotaxanes by electrostatic interactions: a cation as solvent-tunable brake
作者:Pradyut Ghosh、Guido Federwisch、Michael Kogej、Christoph A. Schalley、Detlev Haase、Wolfgang Saak、Arne Lützen、Ruth M. Gschwind
DOI:10.1039/b506756a
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interactions between the phenolate moiety and the P1 cation displace the wheel from the "phenolate station". The cation acts as a "brake" for the shuttling movement. Instead of suppressing the shuttling motion completely, as observed in other rotaxanes, our rotaxane is the first system in which electrostatic interactions modulate the speed of the mechanical motion between a fast and a slow motion state as
以酚醛制的轴心部件和四内酰胺大环为轮的一系列轮烷已得到了良好的收率。通过气相色谱,通过详细的碎裂模式分析,NMR溶液分析和X射线晶体学分析,可以确定气相中的轮烷结构是通过串联质谱实验确定的。对1H,1H NOESY和1H,1H ROESY NMR数据进行仔细检查后发现,该车轮在两个靠近两个塞子的简并二酰胺“工位”之间沿车轴行进。通过使用Schwesinger的P1底座使轴心中的酚OH基团去质子化,令人惊讶的是,尽管轴可能与酚盐形成相当强的氢键,但在轴心处没有产生额外的穿梭位置。反而,车轮继续在两个二酰胺站之间行驶。来自1H,1H NOESY光谱的实验数据以及理论计算表明,酚盐部分与P1阳离子之间的强静电相互作用使车轮脱离了“酚盐站”。阳离子充当穿梭运动的“刹车”。与其他轮烷中观察到的一样,我们的轮烷不是完全抑制摆线运动,而是第一个系统,其中静电相互作用响应于可逆的外部刺激,在快慢状态之间调