Influence of Crown Ether Constitution on Binding
2274±2287
C. Schiavo, N. Spencer, J. F. Stoddart, P. A. Tasker, A. J. P. White,
D. J. Williams, Chem. Eur. J. 1996, 2, 709 ± 728; c) P. T. Glink, C.
Schiavo, J. F. Stoddart, D. J. Williams, Chem. Commun. 1996, 1483 ±
1490; d) P. R. Ashton, M. C. T. Fyfe, P. T. Glink, S. Menzer, J. F.
Stoddart, A. J. P. White, D. J. Williams, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119,
12514 ± 12524; e) P. R. Ashton, M. C. T. Fyfe, M.-V. Martínez-Díaz, S.
Menzer, C. Schiavo, J. F. Stoddart, A. J. P. White, D. J. Williams, Chem.
Eur. J. 1998, 4, 1523 ± 1534; f) M. Montalti, L. Prodi, Chem. Commun.
1998, 1461 ± 1462; g) N. Yamaguchi, L. M. Hamilton, H. W. Gibson,
Angew. Chem. 1998, 110, 3463 ± 3466; Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37,
3275 ± 3279; h) M. C. T. Fyfe, J. F. Stoddart, Adv. Supramol. Chem.
1999, 5, 1 ± 53; i) E. Ishow, A. Credi, V. Balzani, F. Spadola, L.
Mandolini, Chem. Eur. J. 1999, 5, 984 ± 989; j) D. Fitzmaurice, S. N.
Rao, J. A. Preece, J. F. Stoddart, S. Wenger, N. Zaccheroni, Angew.
Chem. 1999, 111, 1220 ± 1224; Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 1147 ±
1150.
Acknowledgement
This research was sponsored by the University of California, Los Angeles
in the USA, and by the Engineering and Physical Sciences Research
Council in the UK.
[1]For in-depth and historical analyses of cation/crown ether complex-
ation, see:a) J. S. Bradshaw, R. M. Izatt, A. V. Bordunov, C. Y. Zhu,
J. K. Hathaway in Comprehensive Supramolecular Chemistry, Vol. 1
(Eds.: J. L. Atwood, J. E. D. Davies, D. D. MacNicol, F. Vögtle, G. W.
Gokel), Pergamon, Oxford, 1996, pp. 35 ± 95; b) R. M. Izatt, K.
Pawluk, J. S. Bradshaw, R. L. Bruening, Chem. Rev. 1995, 95, 2529 ±
2586; c) R. M. Izatt, K. Pawluk, J. S. Bradshaw, R. L. Bruening, Chem.
Rev. 1991, 91, 1721 ± 2085; d) G. W. Gokel, Crown Ethers and
Cryptands, The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 1991,
pp. 64 ± 98; e) Cation Binding by Macrocycles, (Eds.: Y. Inoue, G. W.
Gokel), Marcel Dekker, New York, 1990; f) F. Vögtle, E. Weber in
Crown Ethers and Analogs (Eds.: S. Patai, Z. Rappoport), Wiley, 1989,
pp. 207 ± 304; g) I. Goldberg in Inclusion Compounds, Vol. 2 (Eds.:
J. L. Atwood, J. E. D. Davies, D. D. MacNicol), Academic Press,
London, 1984, pp. 261 ± 335.
[2]For some recent examples, see: a) A. Drljaca, M. J. Hardie, C. L.
Raston, L. Spiccia, Chem. Eur. J. 1999, 5, 2295 ± 2299; b) A. P.
Marchand, H.-S. Chong, S. Alihodzic, W. H. Watson, S. G. Bodige,
Tetrahedron 1999, 55, 9687 ± 9696; c) H. Liu, S. Liu, L. Echegoyen,
Chem. Commun. 1999, 1493 ± 1494; d) S. Flink, F. C. J. M. van Veggel,
D. N. Reinhoudt, J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6515 ± 6520; e) R. A.
Bartsch, H.-S. Hwang, V. S. Talanov, G. G. Talanova, D. W. Purkiss,
R. D. Rogers, J. Org. Chem. 1999, 64, 5341 ± 5349.
[3]In Pedersenꢀs seminal paper (C. J. Pedersen, J. Am. Chem. Soc. 1967,
89, 7017 ± 7036), he noted that primary alkylammonium ions form 1:1
complexes with dibenzo[18]crown-6 (DB18C6). This ground-breaking
discovery subsequently spawned much research in the areas of host ±
guest and supramolecular chemistry. For examples spanning from
Pedersenꢀs day until the present, see: a) E. B. Kyba, K. Koga, L. R.
Sousa, M. G. Siegel, D. J. Cram, J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 2692 ±
2693; b) D. J. Cram, J. M. Cram Science 1974, 183, 803 ± 809; c) T. L.
Tarnowski, D. J. Cram, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1976, 661 ±
663; d) J. M. Timko, S. S. Moore, D. M. Walba, P. C. Hiberty, D. J.
Cram, J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 4207 ± 4219; e) E. P. Kyba, J. M.
Timko, L. J. Kaplan, F. de Jong, G. W. Gokel, D. J. Cram, J. Am. Chem.
Soc. 1978, 100, 4558 ± 4568; f) D. J. Cram, J. M. Cram Acc. Chem. Res.
1978, 11, 8 ± 14; g) J. F. Stoddart, Chem. Soc. Rev. 1979, 8, 85 ± 142;
h) M. J. Bovill, D. J. Chadwick, M. R. Johnson, N. F. Jones, I. O.
Sutherland, R. F. Newton, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1979,
1065 ± 1066; i) J.-M. Lehn in IUPAC Frontiers of Chemistry, (Ed. K. J.
Laidler), Pergamon, Oxford, 1982, pp. 265 ± 272; j) I. Goldberg, J. Am.
Chem. Soc. 1980, 102, 4106 ± 4113; k) F. De Jong, D. N. Reinhoudt,
Adv. Phys. Org. Chem. 1980, 17, 279 ± 433. l) D. J. Cram, K. N.
Trueblood, Top. Curr. Chem. 1981, 98, 43 ± 106; m) J. S. Bradshaw,
S. L. Baxter, J. D. Lamb, R. M. Izatt, J. J. Christensen, J. Am. Chem.
Soc. 1981, 103, 1821 ± 1827; n) K. N. Trueblood, C. B. Knobler, D. S.
Lawrence, R. V. Stevens, J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 1355 ± 1362;
o) R. Aldag, G. Schröder, Liebigs Ann. Chem. 1984, 1036 ± 1045;
p) I. O. Sutherland, Chem. Soc. Rev. 1986, 15, 63 ± 91; q) J. F. Stoddart,
Top. Stereochem. 1987, 17, 205 ± 288; r) D. J. Cram, Angew. Chem.
1988, 100, 1041 ± 1052; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1988, 27, 1009 ±
1020; s) S. Misumi, Pure Appl. Chem. 1990, 62, 493 ± 498; t) I. O.
Sutherland, Pure Appl. Chem. 499 ± 504; u) R. M. Izatt, T. Wang, J. K.
Hathaway, X. X. Zhang, J. C. Curtis, J. S. Bradshaw, C. Y. Zhu, P.
Huszthy, J. Incl. Phenom. 1994, 17, 157 ± 175; v) M. T. Reetz, J. Huff, J.
Rudolph, K. Töllner, A. Deege, R. Goddard, J. Am. Chem. Soc. 1994,
116, 11588 ± 11589; w) B. L. Williamson, C. S. Creaser, Int. J. Mass
Spectrom. 1998, 188, 53 ± 61; x) A. P. Hansson, P.-O. Norrby, K.
Wärnmark, Tetrahedron Lett. 1998, 39, 4565 ± 4568; y) H. Tsukube,
M. Wada, S. Shinoda, H. Tamiaki, Chem. Commun. 1999, 1007 ±
1008.
[5]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. 1995, 107, 1997 ± 2001; Angew. Chem. Int. Ed. Engl.
1995, 34, 1865 ± 1869.
[6]Complexes formed between secondary dialkylammonium ions and
crown ethers having less than 24 atoms in their macrorings have been
observed to occur in a face-to-face manner. See: a) J. C. Metcalfe, J. F.
Stoddart, G. Jones, J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 8317 ± 8319; b) J.
Krane, O. Aune, Acta Chem. Scand. Sect. B 1980, 34, 397 ± 401; c) J. C.
Metcalfe, J. F. Stoddart, G. Jones, A. Atkinson, I. S. Kerr, D. J.
Williams, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1980, 540 ± 543; d) S. S.
Abed-Ali, B. J. Brisdon, R. England, J. Chem. Soc. Chem. Commun.
1987, 1565 ± 1566.
[7]a) A. G. Kolchinski, D. H. Busch, N. W. Alcock, J. Chem. Soc. Chem.
Commun. 1995, 1289 ± 1291; b) P. R. Ashton, P. T. Glink, J. F. Stod-
dart, P. A. Tasker, A. J. P. White, D. J. Williams, Chem. Eur. J. 1996, 2,
729 ± 736; c) M.-V. Martínez-Díaz, N. Spencer, J. F. Stoddart, Angew.
Chem. 1997, 109, 1991 ± 1994; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36,
1904 ± 1907; d) 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; e) P. R. Ashton, R. Ballardini, V. Balzani,
Â
Â
I. Baxter, A. Credi, M. C. T. Fyfe, M. T. Gandolfi, M. Gomez-Lopez,
M.-V. Martínez-Díaz, A. Piersanti, N. Spencer, J. F. Stoddart, M.
Venturi, A. J. P. White, D. J. Williams, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120,
11932 ± 11942; f) A. G. Kolchinski, N. W. Alcock, R. A. Roesner,
D. H. Busch, Chem. Commun. 1998, 1437 ± 1438; g) S. J. Cantrill, D. A.
Fulton, M. C. T. Fyfe, J. F. Stoddart, A. J. P. White, D. J. Williams,
Tetrahedron Lett. 1999, 40, 3669 ± 3672; h) S. J. Rowan, S. J. Cantrill,
J. F. Stoddart, Org. Lett. 1999, 1, 129 ± 132 i) S. J. Cantrill, M. C. T.
Fyfe, A. M. Heiss, J. F. Stoddart, A. J. P. White, D. J. Williams, Chem.
Commun. 1999, 1251 ± 1252; j) T. Takata, H. Kawasaki, S. Asai, Y.
Furusho, N. Kihara, Chem. Lett. 1999, 223 ± 224; k) S. J. Cantrill, S. J.
Rowan, J. F. Stoddart, Org. Lett. 1999, 1, 1363 ± 1366.
[8]a) P. R. Ashton, P. T. Glink, M.-V. Martínez-Díaz, J. F. Stoddart,
A. J. P. White, D. J. Williams, Angew. Chem. 1996, 108, 2058 ± 2061;
Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, 1930 ± 1933; b) P. R. Ashton,
A. N. Collins, M. C. T. Fyfe, S. Menzer, J. F. Stoddart, D. J. Williams,
Angew. Chem. 1997, 109, 760 ± 763; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997,
36, 735 ± 739; c) P. R. Ashton, M. C. T. Fyfe, S. K. Hickingbottom, S.
Menzer, J. F. Stoddart, A. J. P. White, D. J. Williams, Chem. Eur. J.
1998, 4, 577 ± 589; d) M. C. T. Fyfe, J. F. Stoddart, Coord. Chem. Rev.
1999, 183, 139 ± 155; e) N. Yamaguchi, H. W. Gibson, Angew. Chem.
1999, 111, 195 ± 199; Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 143 ± 147; f) N.
Yamaguchi, H. W. Gibson, Chem. Commun. 1999, 789 ± 790.
[9]a) D. Philp, J. F. Stoddart, Synlett 1991, 445 ± 458; b) G. M. Whitesides,
J. P. Mathias, C. T. Seto, Science, 1991, 154, 1312 ± 1319; c) D. S.
Lawrence, T. Jiang, M. Levett, Chem. Rev. 1995, 95, 2229 ± 2260; d) D.
Philp, J. F. Stoddart, Angew. Chem. 1996, 108, 1242 ± 1286; Angew.
Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, 1154 ± 1196; e) P. J. Stang, B. Olenyuk,
Acc. Chem. Res. 1997, 30, 502 ± 518; f) L. Cusack, S. N. Rao, J. Wenger,
D. Fitzmaurice, Chem. Mater. 1997, 9, 624 ± 631; g) M. M. Conn, J.
Rebek, Jr., Chem. Rev. 1997, 97, 1647 ± 1668; h) B. Linton, A. D.
Hamilton, Chem. Rev. 1997, 97, 1669 ± 1680; i) M. Fujita, Chem. Soc.
Rev. 1998, 27, 417 ± 425; j) T. L. Breen, J. Tien, S. R. J. Oliver, T.
Hadzic, G. M. Whitesides, Science 1999, 284, 948 ± 951; k) D. A.
Tomalia, Z. G. Wang, M. Tirrel, Curr. Opin. Colloid Interface Sci.
[4]a) P. R. Ashton, P. J. Campbell, E. J. T. Chrystal, P. T. Glink, S.
Menzer, C. Schiavo, J. F. Stoddart, P. A. Tasker, D. J. Williams, Angew.
Chem. 1995, 107, 2001 ± 2004; Angew Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34,
1869 ± 1871; b) P. R. Ashton, E. J. T. Chrystal, P. T. Glink, S. Menzer,
Chem. Eur. J. 2000, 6, No. 12
ꢁ WILEY-VCH Verlag GmbH, D-69451 Weinheim, 2000
0947-6539/00/0612-2285 $ 17.50+.50/0
2285