Ein metallregulierter vierstufiger Nanoschalter zur Steuerung einer zweistufigen sequenziellen Katalyse in einem Elf‐Komponenten‐System

Ein nanomechanischer Schalter mit drei orthogonalen Bindungsmotiven – der Zink(II)‐porphyrin‐, der Azaterpyridin‐ und der abgeschirmten Phenanthrolin‐Bindungsstelle – kann durch Zugabe und Entfernen geeigneter Metallionen‐Inputs quantitativ und reversibel zwischen vier Schaltzuständen verändert werden. Zwei von diesen können katalytische Transformationen (AN1, AN2) initiieren, während die beiden anderen jegliche Reaktion beenden (AUS1, AUS2). In einem zyklischen vierstufigen Schaltvorgang kann daher die sequenzielle Transformation A + B + C → AB + C → ABC gesteuert werden, die sich schrittweise entlang der Schaltzustände AUS1→AN1 (Click‐Reaktion: A + B → AB )→AUS2→AN2 (Michael‐Addition: AB + C → ABC )→AUS1 entwickelt. Zwei aufeinander folgende Zyklen der sequenziellen Katalyse konnten ohne Aktivitätsverlust in einem Reaktionssystem mit elf verschiedenen Komponenten realisiert werden.