10.1002/anie.202003064
Angewandte Chemie International Edition
RESEARCH ARTICLE
[4]
[5]
[6]
C. O. Dietrich-Buchecker, J.-P. Sauvage, J.-P. Kintzinger, Tetrahedron
Lett. 1983, 24, 5095-5098.
[22] a) F. M. Raymo, K. N. Houk, J. F. Stoddart J. Am. Chem. Soc. 1998,
120, 9318-9322; b) A. Affeld, G. M. Hübner, C. Seel, C. A. Schalley Eur.
J. Org. Chem. 2001, 2877-2890; c) Y. Tokunaga, T. Goda, N.
Wakamatsu, R. Nakata, Y. Shimomura Heterocycles 2006, 68, 5-10; d)
P. R. McGonigal, H. Li, C. Cheng, S. T. Schneebeli, M. Frasconi, L. S.
Witus, J. F. Stoddart Tetrahedron Lett. 2015, 56, 3591-3594; e) M.
Quiroga, M. Parajó, P. Rodríguez-Dafonte, L. García-Río Langmuir
2016, 32, 6367-6375; f) T. Legigan, B. Riss-Yaw, C. Clavel, F. Coutrot
Chem. Eur. J. 2016, 22, 8835-8847; g) A. Martinez-Cuezva, F. Morales,
G. R. Marley, A. Lopez-Lopez, J. C. Martinez-Costa, D. Bautista, M.
Alajarin, J. Berna Eur. J. Org. Chem. 2019, 3480-3488.
C. J. Bruns, J. F. Stoddart, The Nature of the Mechanical Bond: from
Molecules to Machines. Wiley, Hoboken, 2016.
a) P. R. Ashton, I. Baxter, M. C. T. Fyfe, F. M. Raymo, N. Spencer, J. F.
Stoddart, A. J. P. White, D. J. Williams J. Am. Chem. Soc. 1998, 120,
2297-2307. b) J. O. Jeppesen, S. A. Vignon, J. F. Stoddart Chem. Eur.
J. 2003, 9, 4611-4625.
[7]
[8]
[9]
a) P. R. Ashton, M. Belohradsky, D. Philp, J. F. Stoddart, J. Chem. Soc.
Chem. Commun. 1993, 1269-1274; b) M. Asakawa, P. R. Ashton, R.
Ballardini, V. Balzani, M. Belohradsky, M. T. Gandolfi, O. Kocian, L.
Prodi, F. M. Raymo, J. F. Stoddart, M. Venturi J. Am. Chem. Soc. 1997,
119, 302-310.
[23] a) A. G. Kolchinski, D. H. Busch, N. W. Alcock J. Chem. Soc. Chem.
Commun. 1995, 1289-1291; b) P. R. Ashton, P. J. Campbell, E. J. T.
Chrystal, P. T. Glink, S. Menzer, D. Philp, N. Spencer, J. F. Stoddart, P.
A. Tasker, D. J. Williams Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34, 1865-
1869; c) P. R. Ashton, E. J. T. Chrystal, P. T. Glink, S. Menzer, C.
Schiavo, N. Spencer, J. F. Stoddart, P. A. Tasker, A. J. P. White, D. J.
Williams Chem. Eur. J. 1996, 2, 709-728.
a) M. A. Bolla, J. Tiburcio, S. J. Loeb Tetrahedron 2008, 64, 8423-8427;
b) A. J. McConnell, P. D. Beer Chem. Eur. J. 2011, 17, 2724-2733; c) Y.
Akae, H. Okamura, Y. Koyama, T. Arai, T. Takata Org. Lett. 2012, 14,
2226-2229; d) A. B. C. Deutman, S. Varghese, M. Moalin, J. A. A. W.
Elmans, A. E. Rowan, R. J. M. Nolte Chem. Eur. J. 2015, 21, 360-370.
a) Y. Kawaguchi, A. Harada J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3797-3798;
b) M. Hmadeh, A. C. Fahrenbach, S. Basu, A. Trabolsi, D. Benítez, H.
Li, A.-M. Arbrecht-Gary, M. Elhabiri, J. F. Stoddart Chem. Eur. J. 2011,
17, 6076-6087; c) A. E. Kaifer, W. Li, S. Silvi, V. Sindelar, Chem.
Commun. 2012, 48, 6693-6695; d) A. C. Catalán, J. Tiburcio, Chem.
Commun. 2016, 52, 9526-9529.
[24] a) S. J. Cantrill, A. R. Pease, J. F. Stoddart J. Chem. Soc. Dalton Trans.
2000, 3715-3734; b) Z. Bo, W. Feng, S. Dong, F. Huang Chem. Soc.
Rev. 2012, 41, 1621-2636; c) Z. Liu, S. K. M. Nalluri, J. F. Stoddart
Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 2459-2478.
[25] See, e.g.: a) A. G. Kolchinski, N. W. Alcock, R. A. Roesner, D. H.
Busch Chem. Commun. 1998, 1437-1438; b) N. Yamaguchi, H. W.
Gibson Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1999, 38, 143-147; c) V. Balzani,
M. Clemente-Léon, A. Credi, J. N. Lowe, J. Badjić, J. F. Stoddart, D. J.
Williams Chem. Eur. J. 2003, 9, 5348-5360; d) Y. Furusho, T. Oku, T.
Hasegawa, A. Tsuboi, N. Kihara, T. Takata Chem. Eur. J. 2003, 9,
2895-2903; e) B. Ferrer, G. Rogez, A. Credi, R. Ballardini, M. T.
Gandolfi, V. Balzani, Y. Liu, H.-R. Tseng, J. F. Stoddart Proc. Natl.
Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 18411-18416; f) W. Jiang, K. Nowosinski,
N. L. Löw, E. V. Dzyuba, F. Klautzsch, A. Schafer, J. Huuskonen, K.
Rissanen, C. A. Schalley J. Am. Chem. Soc. 2011, 134, 1860-1868; g)
V. Bleve, P. Franchi, E. Kostanteli, L. Gualandi, S. M. Goldup, E.
Mezzina, M. Lucarini, Chem. Eur. J. 2018, 24, 1198-1203; h) M. Zhang,
G. De Bo J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 15879-15883.
[10] a) M. Venturi, S. Dumas, V. Balzani, J. Cao, J. F. Stoddart New. J.
Chem. 2004, 28, 1032-1037; b) K.-D. Zhang, X. Zhao, G.-T. Wang, Y.
Liu, Y. Zhang, H.-J. Lu, X.-K, Jian, Z.-T. Li Tetrahedron 2012, 68, 4517-
4527; c) A. Arduini, R. Bussolati, A. Credi, A. Secchi, S. Silvi, M.
Semeraro, M. Venturi J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9924-9930; d) X.
Wang, B. Wicher, Y. Ferrand, I. Huc J. Am. Chem. Soc. 2017, 139,
9350-9358; e) B. Riss-Yaw, C. Clavel, Ph. Laurent, F. Coutrot Chem.
Commun. 2017, 53, 10874-10877.
[11] a) M. Baroncini, S. Silvi, M. Venturi, A. Credi Chem. Eur. J. 2010, 16,
11580-11587; b) A. Arduini, R. Bussolati, A. Credi, S. Monaco, A.
Secchi, S. Silvi, M. Venturi Chem. Eur. J. 2012, 18, 16203-16213; c) G.
Tabacchi, S. Silvi, M. Venturi, A. Credi, E. Fois ChemPhysChem 2016,
17, 1913-1919; d) D. A. Leigh, L. Pirvu, F. Schaufelberger, D. J. Tetlow,
L. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 10484-10488.
[26] See, e.g.: a) W. Jiang, A. Schafer, P. C. Mohr, C. A. Schalley J. Am.
Chem. Soc. 2010, 132, 2309-2320; b) K. Nakazono, T. Ishino, T.
Takashima, D. Saeki, D. Natsui, N. Kihara, T. Takata Chem. Commun.
2014, 50, 15341-15344; c) S. Chao, C. Romuald, K. Fournel-Marotte, C.
Clavel, F. Coutrot Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 6914-6919; d) Z.
Chen, D. Aoki, S. Uchida, H. Marubayashi, S. Nojima, T. Takata Angew.
Chem. Int. Ed. 2016, 55, 2778-2781; e) D. Aoki, G. Aibara, S. Uchida, T.
Takata J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 6791-6794; f) S. D. P. Fielden, D.
A. Leigh, C. T. McTernan, B. Pérez-Saavedra, I. J. Vitorica-Yrezabal J.
Am. Chem. Soc. 2018, 140, 6049-6052.
[12] M. Baroncini, S. Silvi, A. Credi Chem. Rev. 2020, 120, 200-268.
[13] R. D. Astumian Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 5067-5083.
[14] a) J. V. Hernandez, E. R. Kay, D. A. Leigh Science 2004, 306, 1532-
1537; b) S. Erbas-Cakmak, S. D. P. Fielden, U. Karaca, D. A. Leigh, C.
T. McTernan, D. J. Tetlow, M. R. Wilson Science 2017, 358, 340-343.
[15] a) C. Cheng, P.R. McGonigal, W.-G. Liu, H. Li, N. A. Vermeulen, C. Ke,
M. Frasconi, C. L. Stern, W. A. Goddard III, J. F. Stoddart J. Am. Chem.
Soc. 2014, 136, 14702-14705; b) C. Cheng, P. R. McGonigal, S. T.
Schneebeli, H. Li, N. A. Vermeulen, C. Ke, J. F. Stoddart Nat.
Nanotechnol. 2015, 10, 547-553.
[27] See, e.g.: a) C. R. South, K. C.-F. Leung, D. Lanari, J. F. Stoddart, M.
Weck Macromolecules 2006, 39, 3738-3744; b) M. Zhang, D. Xu, X.
Yan, J. Chen, S. Dong, B. Zheng, F. Huang Angew. Chem. Int. Ed.
2012, 51, 7011-7015; c) S. Dong, B. Zheng, D. Xu, X. Yan, M. Zhang, F.
Huang Adv. Mater. 2012, 24, 3191-3195; d) J.-M. Han, Y.-H. Zhang, X.-
Y. Wang. C.-J. Liu, J.-Y. Wang, J. Pei Chem. Eur. J. 2012, 19, 1502-
1510; e) X. Yan, T. R. Cook, J. B. Pollock, P. Wei, Y. Zhang, Y. Yu, F.
Huang, P. J. Stang J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4460-4463.
[16] C. Pezzato, M. T. Nguyen, D. J. Kim, A. Anamimoghadam, L. Mosca, J.
F. Stoddart Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 9325-9329.
[17] a) M. Baroncini, S. Silvi, M. Venturi, A. Credi Angew. Chem. Int. Ed.
2012, 51, 4223-4226; b) G. Ragazzon, M. Baroncini, S. Silvi, M. Venturi,
A. Credi Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 70-75.
[18] a) S. Chen, Y. Wang, T. Nie, C. Bao, C. Wang, T. Xu, Q. Lin, D.-H. Qu,
X. Gong, Y. Yang, L. Zhu, H. Tian J. Am. Chem. Soc. 2018, 140,
17992-17998; b) A. Credi Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 4108-4110.
[19] For seminal investigations on directional control of threading and
dethreading movements, see: a) T. Oshikiri, Y. Takashima, H.
Yamaguchi, A. Harada Chem. Eur. J. 2007, 13, 7091-7098; b) J. W.
Park, H. J. Song, Y. J. Cho, K. K. Park J. Phys. Chem. C 2007, 111,
18605-18614; c) A. Arduini, R. Bussolati, A. Credi, G. Faimani, S.
Garaudée, A. Pochini, A. Secchi, M. Semeraro, S. Silvi, M. Venturi,
Chem. Eur. J. 2009, 15, 3230-3242.
[28] a) V. Blanco, A. Carlone, K. D. Haenni, D. A. Leigh and B.
Lewandowski Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5166-5169; b) V.
Blanco, D. A. Leigh, U. Lewandowska, B. Lewandowski, V. Marcos J.
Am. Chem. Soc. 2014, 136, 15775-15780; c) K. Eichstaedt, J.
Jaramillo-Garcia, D. A. Leigh, V. Marcos, S. Pisano, T. A. Singleton, J.
Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9376-9381; d) C. Biagini, S. D. P. Fielden,
D. A. Leigh, F. Schaufelberger, S. Di Stefano, D. Thomas, Angew.
Chem. Int. Ed. 2019, 58, 9876-9880.
[29] See, e.g.: a) J. D. Badjić, V. Balzani, A. Credi, S. Silvi, J. F. Stoddart
Science 2004, 303, 1845-1849; b) V. Serreli, C.-F. Lee, E. R. Kay, D. A.
Leigh Nature 2007, 445, 523-527; c) F. Coutrot, C. Romuald, E.
Busseron Org. Lett. 2008, 10, 3741-3744; d) J. Wu, K. C.-F. Leung, D.
Benítez, J.-Y. Han, S. J. Cantrill, L. Fang, J. F. Stoddart Angew. Chem.
Int. Ed. 2008, 47, 7470-7474; e) G. Ragazzon, C. Schäfer, P. Franchi,
S. Silvi, B. Colasson, M. Lucarini, A. Credi Proc. Natl. Acad. Sci. U. S.
[20] a) Y. Kohsaka, K. Nakazono, Y. Koyama, S. Asai, T. Takata Angew.
Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4872-4875; b) H. Sato, D. Aoki, T. Takata,
Chem. Asian J. 2018, 13, 785-789.
[21] P. R. Ashton, M. C. T. Fyfe, S. K. Hickingbottom, J. F. Stoddart, A. J. P.
White, D. J. Williams J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 1998, 2117-2128.
9
This article is protected by copyright. All rights reserved.