A Switchable Palladium-Complexed Molecular Shuttle and Its Metastable Positional Isomers

Abstract

We report the design, synthesis, characterization, and operation of a [2]rotaxane in which a palladium-complexed macrocycle can be translocated between 4-dimethylaminopyridine and pyridine monodentate ligand sites via reversible protonation, the metal remaining coordinated to the macrocycle throughout. The substitution pattern of the ligands and the kinetic stability of the Pd-N bond means that changing the chemical state of the thread does not automatically cause a change in the macrocycle's position in the absence of an additional input (heat and/or coordinating solvent/anion). Accordingly, under ambient conditions any of the four sets of protonated and neutral, stable, and metastable co-conformers of the [2]rotaxane can be selected, manipulated, isolated, and characterized.

Strategies and Tactics for the Metal‐Directed Synthesis of Rotaxanes, Knots, Catenanes, and Higher Order Links

“…[177] Incorporation of a second heterocycle into the thread component, a 2,6-substituted dimethylaminopyridine (DMAP) unit, allowed the synthesis of a proton-driven molecular shuttle (Scheme 34). [178] Under neutral conditions Scheme 33. Synthesis of [4]rotaxane 89 by the repetitious use of a single template site on the axle.…”

Control of Noise in Chemical and Biochemical Information Processing

“…Indeed, chemical processes can be cast [35,36] in the language of computing operations, with signals represented by changes [1][2][3][4][36][37][38][39][40][41][42][43][44][45][46][47][48] in structural, chemical, or physical properties, resulting due to physical, chemical, [77][78][79][80][81][82][83][84] or more than one type [53,[85][86][87] of input. The output signals can be detected spectroscopically [88][89][90][91][92][93] or electrically/electrochemically.…”

Strategien und Taktiken für die metallgesteuerte Synthese von Rotaxanen, Knoten, Catenanen und Verschlingungen höherer Ordnung

“…[78] ¾hnliche, auf derselben "3+1"-Methode basierende [2]Rotaxansynthesen wurden später von Takata und Hirao beschrieben [172] und in jüngerer Zeit von Chiu, [173] [177] Der Einbau eines zweiten Heterocyclus in den Strangbaustein in Form eines 2,6-disubstituierten Dimethylaminopyridins (DMAP) ermçglichte die Synthese eines protonenangetriebenen molekularen Transporters (Schema 34). [178] Unter neutralen Bedingungen befindet sich der Pd …”

“…[177] Der Einbau eines zweiten Heterocyclus in den Strangbaustein in Form eines 2,6-disubstituierten Dimethylaminopyridins (DMAP) ermçglichte die Synthese eines protonenangetriebenen molekularen Transporters (Schema 34). [178] Unter neutralen Bedingungen befindet sich der Pd II -Makrocyclus bevorzugt am basischeren Heterocyclus (DMAP-91-Pd II ), nach Protonierung und Erhitzen auf 110 8C verlagert sich der Makrocyclus jedoch an den weniger basischen Pyridinbaustein (Py-91-Pd II ). Behandlung mit Base und Erhitzen stellt die ursprüngliche Gleichgewichtsposition des bevorzugt an die DMAP-Bindungsstelle koordinierten Makrocyclus wieder her.…”