Amphiphilic Rotaxanes
2982 3007
¬
¬
Baxter, A. Credi, M. C. T. Fyfe, M. T. Gandolfi, M. Gomez-Lopez, M.-
V. MartÌnez-DÌaz, 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) D. A. Leigh, A. Troisi, F. Zerbetto, Angew. Chem. 2000, 112,
358 361; Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 350 353; g) P. R. Ashton,
R. Ballardini, V. Balzani, A. Credi, R. Dress, E. Ishow, C. J.
Kleverlaan, O. Kocian, J. A. Preece, N. Spencer, J. F. Stoddart, M.
Venturi, S. Wagner, Chem. Eur. J. 2000, 6, 3558 3574; h) A. M.
Brouwer, C. Frochot, F. G. Gatti, D. A. Leigh, L. Mottier, F. Paolucei,
S. Roffia, G. W. H. Wurpel, Science 2001, 291, 2124 2128; i) A. M.
Elizarov, H.-S. Chiu, J. F. Stoddart, J. Org. Chem. 2002, 67, 9175 9181;
Maciel, G. Rumbles, J. F. Ryan, H. L. Anderson, J. Chem. Soc. Perkin
Trans. 1 1998, 2383 2398; h) A. E. Rowan, P. P. M. Aarts, K. W. M.
Koutstaal, Chem. Commun. 1998, 611 612; i) A. G. Kolchinski, N. W.
Alcock, R. A. Roesner, D. H. Busch, Chem. Commun. 1998, 1437
1438; j) S. J. Loeb, J. A. Wisner, Chem. Commun. 1998, 2757 2758;
k) G. M. H¸bner, J. Gl‰ser, C. Seel, F. Vˆgtle, Angew. Chem. 1999,
111, 395 398; Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 383 386; l) S. J.
Rowan, S. J. Cantrill, J. F. Stoddart, Org. Lett. 1999, 1, 129 132; m) L.
Raehm, J.-M. Kern, J.-P. Sauvage, Chem. Eur. J. 1999, 5, 3310 3317;
n) C. Seel, F. Vˆgtle, Chem. Eur. J 2000, 6, 21 24; o) S. J. Loeb, J. A.
Wisner, Chem. Commun. 2000, 845 846; p) K. Chichak, M. C. Walsh,
N. R. Branda, Chem. Commun. 2000, 847 848; q) J. E. H. Buston,
J. R. Young, H. L. Anderson, Chem. Commun. 2000, 905 906; r) S. J.
Cantrill, D. A. Fulton, A. M. Heiss, A. R. Pease, J. F. Stoddart, A. J. P.
White, D. J. Williams, Chem. Eur. J. 2000, 6, 2274 2287; s) S.-H. Chiu,
J. F. Stoddart, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4174 4175.
¬
j) F. G. Gatti, S. Leon, J. K. Y. Wong, G. Bottari, A. Altieri, M. A. F.
Morales, S. J. Teat, C. Frochot, D. A. Leigh, A. M. Brouwer, F.
Zerbetto, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 10 14.
[3] a) J. F. Stoddart, Chem. Aust. 1992, 59, 546 547 and 581; b) M.
¬
¬
Gomez-Lopez, J. A. Preece, J. F. Stoddart, Nanotechnology 1996, 7,
183 192; c) M. D. Ward, Chem. Ind. 1997, 640 645; d) V. Balzani, M.
[12] a) D. H. Busch, N. A. Stephenson, Coord. Chem. Rev. 1990, 100, 119
154; b) S. Anderson, H. L. Anderson, J. K. M. Sanders, Acc. Chem.
Res. 1993, 26, 469 475; c) R. Hoss, F. Vˆgtle, Angew. Chem. 1994, 106,
389 398; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1994, 33, 375 384; d) F. M.
Raymo, J. F. Stoddart, Pure Appl. Chem. 1996, 68, 313 322; e) T. J.
Hubin, A. G. Kolchinski, A. L. Vance, D. L. Busch, Adv. Supramol.
Chem. 1999, 5, 237 357; f) T. J. Hubin, D. L. Busch, Coord. Chem.
Rev. 2000, 200 202, 5 52; g) J. F. Stoddart. H.-R. Tseng, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 2002, 99, 4797 4800.
[13] a) C. P. Collier, J. O. Jeppesen, Y. Luo, J. Perkins, E. W. Wong, J. R.
Heath, J. F. Stoddart, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12632 12641;
b) Y. Luo, C. P. Collier, J. O. Jeppesen, K. A. Nielsen, E. Delonno, G.
Ho, J. Perkins, H.-R. Tseng, T. Yamamoto, J. F. Stoddart, J. R. Heath,
ChemPhysChem 2002, 3, 519 525; d) M. Jacoby, Chem. Eng. News
2002, 80(39), 38 43.
[14] For reviews on TTF chemistry, see: a) M. Adam, K. M¸llen, Adv.
Mater. 1994, 6, 439 459; b) T. J˘rgensen, T. K. Hansen, J. Becher,
Chem. Soc. Rev. 1994, 23, 41 51; c) M. R. Bryce, J. Mater. Chem. 1995,
5, 1481 1496; d) J. Garin, Adv. Heterocycl. Chem. 1995, 62, 249 304;
e) G. Schukat, E. Fangh‰nel, Sulfur Rep. 1996, 18, 1 294; f) M. R.
Bryce, J. Mater. Chem. 2000, 10, 589 598; g) M. B. Nielsen, C.
Lomholt, J. Becher, Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 153 164; h) J. L.
Segura, N. MartÌn Angew. Chem. 2001, 113, 1416 1455; Angew.
Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1372 1409.
[15] a) D. Philp, A. M. Z. Slawin, N. Spencer, J. F. Stoddart, D. J. Williams,
J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1991, 1584 1586; b) W. Devonport,
M. A. Blower, M. R. Bryce, L. M. Goldenberg, J. Org. Chem. 1997, 62,
885 887; c) M. B. Nielsen, J. O. Jeppesen, J. Lau, C. Lomholt, D.
Damgaard, J. P. Jacobsen, J. Becher, J. F. Stoddart, J. Org. Chem. 2001,
66, 3559 3563.
¬
¬
Gomez-Lopez, J. F. Stoddart, Acc. Chem. Res. 1998, 31, 405 414;
e) J.-P. Sauvage, Acc. Chem. Res. 1998, 31, 611 619; f) A. Niemz,
V. M. Rotello, Acc. Chem. Res. 1999, 32, 42 52; g) A. E. Kaifer, Acc.
Chem. Res. 1999, 32, 62 71; h) L. Fabbrizzi, M. Licchelli, P.
Pallavicini, Acc. Chem. Res. 1999, 32, 846 853; i) D. A. Leigh, A.
Murphy, Chem. Ind. 1999, 178 183; j) M. D. Ward, Chem. Ind. 2000,
22 26; k) V. Balzani, A. Credi, F. M. Raymo, J. F. Stoddart, Angew.
Chem. 2000, 112, 3486 3531; Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3348
3391; l) R. Ballardini, V. Balzani, A. Credi, M. T. Gandolfi, M.
Venturi, M. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 445 455; m) A. Harada, Acc.
Chem. Res. 2001, 34, 456 464; n) J.-P. Collin, C. Dietrich-Buchecker,
¬
P. Gavina, M. C. Jimenez-Molero J.-P. Sauvage, Acc. Chem. Res. 2001,
34, 477 487.
[4] Struct. Bonding 2001, 99 (Special volume on Molecular Machines and
Motors, Ed.: J.-P. Sauvage).
[5] a) V. Balzani, A. Credi, M. Venturi, Chem. Eur. J. 2002, 8, 5525 5532;
b) V. Balzani, A. Credi, M. Venturi, Molecular Devices and Ma-
chines–A Journey into the Nano World, Wiley-VCH, Weinheim, 2003.
[6] For investigations relating to a [2]catenane-based solid-state electroni-
cally-reconfigurable switch, see: a) M. Asakawa, M. Higuchi, G.
Mattersteig, T. Nakamura, A. R. Pease, F. M. Raymo, T. Shimizu, J. F.
Stoddart, Adv. Mater. 2000, 12, 1099 1102; b) C. P. Collier, G.
Mattersteig, E. W. Wong, Y. Lou, K. Beverly, J. Sampaio, F. M.
Raymo, J. F. Stoddart, J. R. Heath, Science 2000, 289, 1172 1175.
[7] For electronically-configurable molecular-based logic gates, see:
a) C. P. Collier, E. W. Wong, M. Belohradsky, F. M. Raymo, J. F.
Stoddart, P. J. Kuekes, R. S. Williams, J. R. Heath, Science 1999, 285,
391 394; b) E. W. Wong, C. P. Collier, M. Belohradsky, F. M. Raymo,
J. F. Stoddart, J. R. Heath, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5831 5840.
[8] a) R. F. Service, Science 2001, 291, 426 427; b) A. R. Pease, J. O.
Jeppesen, J. F. Stoddart, Y. Luo, C. P. Collier, J. R. Heath, Acc. Chem.
Res. 2001, 34, 433 444; c) R. F. Service, Science 2001, 294, 2442 2443.
[9] a) J. S. Lindsey, New J. Chem. 1991, 15, 153 180; b) G. M. Whitesides,
J. P. Mathias, C. T. Seto, Science 1991, 254, 1312 1319; c) D. Philp, J. F.
Stoddart, Synlett 1991, 445 458; d) D. Philp, J. F. Stoddart, Angew.
Chem. 1996, 108, 1242 1286; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35,
1154 1196; e) M. C. T. Fyfe, J. F. Stoddart, Acc. Chem. Res. 1997, 30,
393 401; f) J. Rebek, Jr., Acc. Chem. Res. 1999, 32, 278 286; g) G. M.
Whitesides, B. Grzybowski, Science 2002, 295, 2418 2421.
¬
[16] M. Asakawa, W. Dehaen, G. L×abbe, S. Menzer, J. Nouwen, F. M.
Raymo, J. F. Stoddart, D. J. Williams, J. Org. Chem. 1996, 61, 9591
9595.
[17] A Ka value of 768mÀ1 in MeCN has been reported for the complex
between 1,5-dihydroxynaphthalene and CBPQT4. See: R. Castro,
K. R. Nixon, J. D. Evenseck, A. E. Kaifer, J. Org. Chem. 1996, 61,
7298 7303.
[18] V. Balzani, A. Credi, G. Mattersteig, O. A. Matthews, F. M. Raymo,
J. F. Stoddart, M. Venturi, A. J. P. White, D. J. Williams, J. Org. Chem.
2000, 65, 1924 1936.
[10] P.-L. Anelli, P. R. Ashton, R. Ballardini, V. Balzani, M. T. Gandolfi,
T. T. Goodnow, A. E. Kaifer, D. Philp, M. Pietraszkiewicz, L. Prodi,
M. V. Reddington, A. M. Z. Slawin, N. Spencer, C. Vicent, D. J.
Williams, J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 193 218.
[11] 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,
[19] Although a considerable range of catenanes and pseudorotaxanes that
incorporate a TTF unit in conjunction with CBPQT4 have been
reported (vide infra), very few rotaxanes (see: ref. [19a,e,o,r]) employ-
ing these particular components have been described to date in the
literature. For examples of catenanes, rotaxanes, and pseudorotaxanes
containing TTF or TTF derivatives, see: a) P. R. Ashton, R. A. Bissell,
N. Spencer, J. F. Stoddart, M. S. Tolley, Synlett 1992, 923 926; b) T.
J˘rgensen, J. Becher, J.-C. Chambron, J.-P. Sauvage, Tetrahedron Lett.
1994, 35, 4339 4342; c) Z.-T. Li, P. C. Stein, N. Svenstrup, K. H. Lund,
J. Becher, Angew. Chem. 1995, 107, 2719 2723; Angew. Chem. Int. Ed.
Engl. 1995, 34, 2524 2528; d) Z.-T. Li, J. Becher, Chem. Commun.
1996, 639 640; e) Z.-T. Li, P. C. Stein, J. Becher, D. Jensen, P. M˘rk,
N. Svenstrup, Chem. Eur. J. 1996, 2, 624 633; f) M. Asakawa, P. R.
Ashton, V. Balzani, A. Credi, G. Mattersteig, O. A. Matthews, N.
Montalti, N. Spencer, J. F. Stoddart, M. Venturi, Chem. Eur. J. 1997, 3,
1992 1996; g) Z.-T. Li, J. Becher, Synlett 1997, 557 560; h) M. B.
¬
729 736; c) N. Solladie, J.-C. Chambron, C. O. Dietrich-Buchecker,
J.-P. Sauvage, Angew. Chem. 1996, 108, 957 960; Angew. Chem. Int.
Ed. Engl. 1996, 35, 906 909; d) P. R. Ashton, R. Ballardini, V.
Balzani, M. Belohradsky, M. T. Gandolfi, D. Philp, L. Prodi, F. M.
Raymo, M. V. Reddington, N. Spencer, J. F. Stoddart, M. Venturi,
D. V. Williams, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 4931 4951; e) A. S. Lane,
D. A. Leigh, A. Murphy, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11092 11093;
f) A. P. Lyon, D. H. Macartney, Inorg. Chem. 1997, 36, 729 736; g) S.
Anderson, R. T. Aplin, T. D. W. Claridge, T. Goodson III, A. C.
Chem. Eur. J. 2003, 9, 2982 3007
¹ 2003 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
3005