[5] rotaxane

来源:©2022 Lorna Binks et al

轮烷体系的x射线晶体结构

创建了一类新的合成分子泵,可以快速选择性地制备具有特定大环数目和顺序的低聚紫杉烷。

分子泵是一种分子机器,它通过使分子沿能量梯度运动使系统偏离平衡。在自然界中,这种运动被称为主动转运,是许多维持生命过程的关键部分,依靠细胞内复杂的蛋白质结构将分子运送到需要的地方。

在过去10年的进步中,合成泵得到了发展,其螺纹和螺栓结构更加简单。该泵由一系列螺纹连接到收集轴上的大环组成,将大环从低能量环境中的大量溶液拉到分子线程上的更高能量环境中。通常,两种组分之间的良好相互作用推动了这种人工主动转运过程,但不稳定的中间体意味着存在随机脱丝的风险,因此无法有效控制产品轮烷的结构。

曼彻斯特大学的研究人员开发了一种新型的泵,由转酰胺反应序列驱动,它依赖于过渡态能量差,而不是特定的相互作用。这种替代泵机制避免了不稳定的中间体,消除了脱丝的风险,使团队能够控制收集轴上宏观循环的精确数量和顺序。

这种迭代过程可以方便地获得具有严格控制的序列异构的低聚紫杉烷,在分子纳米技术中有广泛的应用。