交换戒指炫耀分子机器的聪明的花招

通过一个小环通过一个更大的圈,研究人员创建了一个rotaxane全新运动,可用于未来分子机器。

“本文需要我添加一个新的部分,我的书的一章轮烷的运动和立体化学,因为运动很新,”说卡森布鲁斯博尔德科罗拉多大学在美国,合著的一本关于机械联锁的分子在2016年,没有参与这项新研究。

典型rotaxane运动,在1990年代初,发现涉及一个大环的环滑动沿着分子杆了笨重的闭锁装置。研究人员利用这种滑动运动肽合成器,分子的肌肉,和分子电梯。

轮烷还可包含两个戒指,但这些戒指不能滑动杆——直到现在。乔治•Baggi和斯蒂芬·勒布加拿大温莎大学的朱Kelong一起在中山大学,中国与一个小环,准备了rotaxane摆动通过一个更大的戒指。

这个分子,研究人员首先螺纹小聚醚macrocycle到刚性芳族烃杆,杆的两端的戒指。接下来,研究人员扩大了闭锁装置与笨重的三苯甲基组织以便陷阱即将到来的更大的戒指。最后,他们通过剪裁开放连接第二个环聚醚杆和连接其悬空以交换反应结束。

确认环改变的地方,研究人员利用NMR光谱变量温度监控从每个胺苯并咪唑识别网站独特的信号杆的两端,在环杆形成氢键。在室温下,之间的环滑benzimidizoles杆过快,从每个胺区分一个独特的核磁共振信号。不同的信号出现在较冷的温度,表明环交换足够慢的光谱仪注册不同大小的戒指在胺。

使用的数据变量温度核磁共振实验中,研究人员估计,大约3千卡的一环需要额外的能量通过。知道小环从以前的工作没有太多空间移动杆,勒布认为所需的额外能量大环扩大,创造小环通过的空间。

想象这rotaxane新运动如何被用于未来的分子机器,史蒂夫Goldup英国南安普顿大学的设想的机器通过较大的一个小戒指拖链,像穿针。这种分子水平上“编织”的过程似乎很深奥的,”他说,“但它可能是一个有趣的方式来生成复合材料具有不同寻常的特性。