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Nature chemistry v.10 no.6, 2018년, pp.625 - 630   SCI SCIE
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Ring-through-ring molecular shuttling in a saturated [3]rotaxane

Zhu, Kelong (School of Chemistry, Sun Yat-Sen University, Guangzhou, China. zhukelong@mail.sysu.edu.cn ) ; Baggi, Giorgio (Department of Chemistry and Biochemistry, University of Windsor, Windsor, Ontario, Canada ) ; Loeb, Stephen J. (Department of Chemistry and Biochemistry, University of Windsor, Windsor, Ontario, Canada. loeb@uwindsor.ca ) ;
  • 초록  

    Mechanically interlocked molecules such as rotaxanes and catenanes comprise two or more components whose motion relative to each other can be controlled. A [2]rotaxane molecular shuttle, for example, consists of an axle bearing two recognition sites and a single macrocyclic wheel that can undergo a to-and-fro motion along the axle—shuttling between the recognition sites. The ability of mechanically interlocked molecules to undergo this type of large-amplitude change is the core mechanism behind almost every interlocked molecular switch or machine, including sophisticated mechanical systems such as a molecular elevator and a peptide synthesizer. Here, as a way to expand the scope of dynamics possible at the molecular level, we have developed a molecular shuttling mechanism involving the exchange of rings between two recognition sites in a saturated [3]rotaxane (one with no empty recognition sites). This was accomplished by passing a smaller ring through a larger one, thus achieving ring-through-ring molecular shuttling.


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