Angewandte Chemie International Edition
10.1002/anie.202005888
RESEARCH ARTICLE
1
5, 3199-3201; i) V. H. Le, M. Yanney, M. McGuire, A. Sygula, E. A.
Swager, K. N. Houk, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3304-3311; i) M. Watt,
L. K. E. Hardebeck, C. C. Kirkpatrick, M. Lewis, J. Am. Chem. Soc. 2011,
133, 3854-3862; j) S. E. Wheeler, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10262–
10274; k) C. D. Sherrill, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1020-1028.
[14] a) C. A. Hunter, J. K. M. Sanders, J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 5525-
5534; b) C. A. Hunter, K. R. Lawson, J. Perkins, C. J. Urch, J. Chem.
Soc., Perkin Trans. 2, 2001, 5, 651-669.
Lewis, J. Phys. Chem. B 2014, 118, 11956-11964; j) H. Ueno, T.
Nishihara, Y. Segawa, K. Itami, Angew. Chem. 2015, 127, 3778-3782;
Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 3707-3711; k) K-S. Liu, M.-J. Li, C.-C.
Lai, S.-H. Chiu, Chem. Eur. J. 2016, 22, 17468-17476; l) T. Matsuno, Y.
Nakai, S. Sato, Y. Maniwa, H. Isobe, Nat. Commun. 2018, 9:1907; doi.
1
0.1038/s41467-018-04325-2; m) M. Takeda, S. Hiroto, H. Yokoi, S. Lee,
D. Kim, H. Shinokubo, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 6336-6342; n) Y.
Yamamoto, E. Tsurumaki, K. Wakamatsu, S. Toyota, Angew. Chem.
[15] a) T. H. Webb, C. S. Wilcox, J. Org. Chem. 1990, 55, 363-365; b) S.
Paliwal, S. Geib, C. S. Wilcox, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 4497-4498;
c) E.-i. Kim, S. Paliwal, C. S. Wilcox, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120,
11192-11193.
2
018, 130, 8331-8334; Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 8199-8202; o)
Z. Sun, T. Mio, T. Okada, T. Matsuno, S. Sato, H. Kono, H. Isobe, Angew.
Chem. 2019, 131, 2062-2066; Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 2040-
[16] B. Bhayana, J. Org. Chem. 2013, 78, 6758-6762.
2
044.
[17] For recent reviews, see: a) I. K. Mati, S. L. Cockroft, Chem. Soc. Rev.
2010, 39, 4195-4205; b) M. A. Strauss, H. A. Wegner, Eur. J. Org. Chem.
2019, 295-302; c) A. E. Aliev, W. B. Motherwell, Chem. Eur. J. 2019, 25,
10516-10530.
[
7]
a) Y. Inokuma, T. Arai, M. Fujita, Nat. Chem. 2010, 2, 780-783; b) C.
García-Simón, M. Garcia-Borràs, L. Gómez, T. Parella, S. Osuna, J.
Juanhuix, I. Imaz, D. Maspoch, M. Costas, X. Ribas, Nat. Commun. 2014,
5
:5557; doi: 10.1038/ncomms6557; c) T. K. Ronson, A. B. League, L.
Gagliardi, C. J. Cramer, J. R. Nitschke, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136,
5615-15624; d) D. M. Wood, W. Meng, T. K. Ronson, A. R.
Stefankiewicz, J. K. M. Sanders, J. R. Nitschke, Angew. Chem. 2015,
27, 4060-4064; Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 3988-3992; e) T. K.
Ronson, B. S. Pilgrim, J. R. Nitschke, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138,
0417-10420; f) D. Rackauskaite, R. Gegevicius, Y. Matsuo, K.
[18] For examples of Wilcox torsion balances, see: a) F. Hof, D. M. Scofield,
W. B. Schweizer, F. Diederich, Angew. Chem. 2004, 116, 5166-5169;
Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 5056-5059; b) S. L. Cockroft, C. A.
Hunter, Chem. Commun. 2006, 3806–3808; c) B. Bhayana, C. S. Wilcox,
Angew. Chem. 2007, 119, 6957-6960; Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46,
6833-6836; d) F. R. Fischer, W. B. Schweizer, F. Diederich, Angew.
Chem. 2007, 119, 8418-8421; Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 8270-
8273; e) F. R. Fischer, W. B. Schweizer, F. Diederich, Chem. Commun.
2008, 4031-4033; f) F. R. Fischer, P. A. Wood, F. H. Allen, F. Diederich,
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 17290-17294; g) W. R. Carroll, P.
Pellechia, K. D. Shimizu, Org. Lett. 2008, 10, 3547-3550; h) S. L.
Cockroft, C. A. Hunter, Chem. Commun. 2009, 3961-3963; i) L. Yang, C.
Adam, G. S. Nichol, S. L. Cockroft, Nat. Chem. 2013, 5, 1006-1010; j) B.
Bhayana, J. Org. Chem. 2013, 78, 6758-6762; k) H. Gardarsson, W. B.
Schweizer, N. Trapp, F. Diederich, Chem. Eur. J. 2014, 20, 4608-4616;
l) C. Adam, L. Yang, S. L. Cockroft, Angew. Chem. 2015, 127, 1180-
1183; Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1164-1167; i) L. Yang, C. Adam,
S. L. Cockroft, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10084–10087; j) X. Ling,
C. S. Wilcox, Chem. Eur. J. 2019, 25, 14010-14014.
1
1
1
Wärnmark, E. Orentas, Angew. Chem. 2016, 128, 216-220; Angew.
Chem. Int. Ed. 2016, 55, 208-212; g) W. Brenner, T. K. Ronson, J. R.
Nitschke, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 75-78; h) T. K. Ronson, W. Meng,
J. R. Nitschke, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9698-9707; i) F. J. Rizzuto,
D. M. Wood, T. K. Ronson, J. R. Nitschke, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139,
1
1008-11011; j) A. J. Musser, P. P. Neelakandan, J. M. Richter, H. Mori,
R. H. Friend, J. R. Nitschke, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 12050-12059;
k) N. Struch, C. Bannwarth, T. K. Ronson, Y. Lorenz, B. Mienert, N.
Wagner, M. Engeser, E. Bill, R. Puttreddy, K. Rissanen, J. Beck, S.
Grimme, J. R. Nitschke, A. Lützen, Angew. Chem. 2017, 129, 5012-
5
017; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 4930-4935; l) F. J. Rizzuto, J. R.
Nitschke, Nat. Chem. 2017, 9, 903-908.
[
8]
a) S. Bhattacharya, A. K. Bauri, S. Chattopadhyay, M. Banerjee, J. Phys.
Chem. B 2005, 109, 7182-7187; b) R. P. Kopreski, J. B. Briggs, W. Lin,
M. Jazdzyk, G. P. Miller, J. Org. Chem. 2012, 77, 1308-1315; c) A.
Tkatchenko, D. Alfe, K. S. Kim, J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 4317-
[19] For examples of molecular balances other than Wilcox torsion balances,
see: a) b) W. B. Motherwell, J. Moïse, A. E. Aliev, M. Nic, S. J. Coles, P.
N. Horton, M. B. Hursthouse, G. Chessari, C. A. Hunter, J. G. Vinter,
Angew. Chem. 2007, 119, 7969-7972; Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46,
7823-7826; c) W. R. Carroll, P. Pellechia, K. D. Shimizu, Org. Lett. 2008,
10, 3547-3550; d) Y. S. Chong, W. R. Carroll, W. G. Burns, M. D. Smith,
K. D. Shimizu, Chem. Eur. J. 2009, 15, 9117-9126; e) W. R. Carroll, C.
Zhao, M. D. Smith, P. J. Pellechia, K. D. Shimizu, Org. Lett. 2011, 13,
4320-4323; f) J. L. Xia, S. H. Liu, F. Cozzi, M. Mancinelli, A. Mazzanti,
Chem. Eur. J. 2012, 18, 3611-3620; g) K. B. Muchowska, C, Adam, I. K.
Mati, S. L. Cockroft, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9976-9979; h) I. K.
Mati, C. Adam, S. L. Cockroft, Chem. Sci. 2013, 4, 3965-3972; i) J.
Hwang, P. Li, W. R. Carroll, M. D. Smith, P. J. Pellechia, K. D. Shimizu,
J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 14060-14067; j) A. E. Aliev, J. R. T.
Arendorf, I, Pavlakos, R. B. Moreno, M. J. Porter, H. S. Rzepa, W. B.
Moterwell, Angew. Chem. 2015, 127, 561-565; Angew. Chem. Int. Ed.
2015, 54, 551-555; k) I. Pavlakos, T. Arif, A. E. Ariev, W. B. Motherwell,
G. J. Tizzard, S. J. Coles, Angew. Chem. 2015, 127, 8287-8292; Angew.
Chem. Int. Ed. 2015, 54, 8169-8174; l) J. M. Maier, P. Li, J. Hwang, M.
D. Smith, K. D. Shimizu, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 8014-8017; m)
S. Yamada, N. Yamamoto, E. Takamori, J. Org. Chem. 2016, 81, 11819-
11830; n) J. Luccarelli, I. M. Jones, S. Thompson, A. D. Hamilton, Org.
Biomol. Chem. 2017, 15, 9156-9163; o) W. B. Motherwell, R. B. Moreno,
I. Pavlakos, J. R. T. Arendorf, T. Arif, G. J. Tizzard, S. J. Coles, A. E.
Aliev, Angew. Chem. 2018, 130, 1207-1212; Angew. Chem. Int. Ed. 2018,
57, 1193–1198; p) J. M. Maier, P. Li, J. S. Ritchey, C. J. Yehl, K. D.
Shimizu, Chem. Commun. 2018, 54, 8502-8505; q) J. Hwang, P. Li, E.
C. Vik, I. Karki, K. D. Shimizu, Org. Chem. Front. 2019, 6, 1266-1271.
[20] M. Yamada, F. Tancini, M. Sekita, D. M. Guldi, C. Boudon, J.-P.
Gisselbrecht, M. N. Alberti, W. B. Schweizer, F. Diederich, Fullerenes,
Nanotubes, Carbon Nanostruct. 2014, 22, 99-127.
4
322; d) M.-M. Li, Y.-B. Wang, Y. Zhang, W. Wang, J. Phys. Chem. A
016, 120, 5766-5772; e) Y. Zhang, W. Wang, Y.-B. Wang, Comput.
2
Theor. Chem. 2017, 1122, 34-39; f) C. J. Chancellor, F. L. Bowles, J. U.
Franco, D. M. Pham, M. Rivera, E. A. Sarina, K. B. Ghiassi, A. L. Balch,
M. M. Olmstead, J. Phys. Chem. A 2018, 122, 9626-9636; g) H. Mönig,
S. Amirjalayer, A. Timmer, Z. Hu, L. Liu, O. D. Arado, M. Cnudde, C. A.
Strassert, W. Ji, M. Rohlfing, H. Fuchs, Nat. Nanotechnol. 2018, 13, 371-
3
75.
[
9]
Nierengarten et al. performed SAPT calculations on metalloporphyrin–
methano[60]fullerene cup-and-ball complexes and deconvolved the total
binding energy into electrostatic, exchange, induction, and dispersion
energy components, in addition to the electrochemical and titration
studies: L. Moreira, J. Calbo, B. M. Illescas, J. Aragó, I. Nierengarten, B.
Delavaux-Nicot, E. Ortí, N. Martín, J.-F. Nierengarten, Angew. Chem.
2
015, 127, 1271-1276; Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1255-1260.
10] B. Jeziorski, R. Moszynski, K. Szalewicz, Chem. Rev. 1994, 94, 1887-
930.
[
[
[
1
11] Noncovalent Forces. Challenges and Advances in Computational
Chemistry and Physics, 19, ed. S. Scheiner, Springer, Cham, 2015.
12] Aromatic Interactions: Frontiers in Knowledge and Application, eds. D.
W. Johnson and J. Fraser Hof, The Royal Society of Chemistry,
Cambridge, 2017.
[
13] a) L. F. Newcomb, S. H. Gellman, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 4993-
4
994; b) F. Cozzi, J. S. Siegel, Pure Appl. Chem. 1995, 67, 683-689; c)
R. R. Gardner, L. A. Christianson, S. H. Gellman, J. Am. Chem. Soc.
1
2
1
1
2
997, 119, 5041-5042; d) K. Nakamura, K. N. Houk, Org. Lett. 1999, 1,
049-2051; e) M. O. Sinnokrot, C. D. Sherrill, J. Phys. Chem. A 2003,
07, 8377-8379; f) S. E. Wheeler, K. N. Houk, J. Am. Chem. Soc. 2008,
30, 10854-10855; g) A. L. Ringer, C. D. Sherrill, J. Am. Chem. Soc.
009, 131, 4574-4575; h) S. E. Wheeler, A. J. McNeil, P. Müller, T. M.
[21] F. Ajamaa, T. M. F. Duarte, C. Bourgogne, M. Holler, P. W. Fowler, J.-F.
Nierengarten, Eur. J. Org. Chem., 2005, 3766-3774.
7
This article is protected by copyright. All rights reserved.