從發現車輪烷型的內鎖分子至今，超分子化學家發展出許多種更複雜的系統：
1. 兩個以上大環的車輪烷：
圖 八 內鎖三個大環之[4]車輪烷
將數個相同的辨識中心集中在一個啞鈴型分子，並且利用特定距離的官能基 隔開，之後便引入數個可與啞鈴型分子的辨識中心結合的大環，進而形成含有數 個大環的車輪烷。Stoddart 教授合成含有數個二苄基銨離子的啞鈴型分子，引入數 個大環前驅物，之後利用夾鎖法合成內鎖數個大環的車輪烷21。
流程 四 Stoddart 教授合成之[n]車輪烷
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2. 一個大環包含數個啞鈴型分子：
圖 九 一個大環與內鎖兩個啞鈴型分子的[3]車輪烷
常見的[2]車輪烷系統，大環分子的孔徑正好適合一個桿狀分子穿透並內鎖，
但若是選擇孔徑較大的大環分子或是將其與桿狀分子辨識端結合的片段(如乙二醇 鏈)用特定尺寸的官能基間隔適當距離，此時再以將二至數個桿狀分子穿透大環，
造型特殊的車輪烷便得以合成。Stoddart 教授發現利用 BPP34C10 這個孔徑較大的 大環分子，可同時以兩個二苄基銨離子穿透並鍵結，並且由 X-ray 單晶繞射觀察 到，二苄基銨離子只須與BPP34C10 其中一條乙二醇鏈作鍵結形成準車輪烷22。
圖 十 BPP34C10 之結構
圖 十一 兩個啞鈴型分子穿透一個大環錯合形成之準車輪烷(a)模擬圖(b)結構圖
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繼Stoddart 教授的準車輪烷，Anderson 教授於 2006 年合成以兩個啞鈴型分子 穿透一個γ-環糊精(γ-cyclodextrin)的車輪烷分子，也是第一個以兩個啞鈴型分子內 鎖一個大環[3]車輪烷被成功合成23。
圖 十二 第一個包含兩個啞鈴型分子之[3]車輪烷(a)結構圖(b)模擬圖23
之後 Sauvage 教授利用含有 2,2’-聯吡啶(2,2’-bipyridine)的大環、桿狀分子，
利用鈷(III)離子作為模版，以兩個桿狀分子穿透大環並與其配位，之後內鎖形成[3]
車輪烷24。
圖 十三 利用金屬離子作為模版合成[3]車輪烷24
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最近的例子是Leigh 教授使用金屬配位作為模板，並且同時催化反應的方法合 成[3]車輪烷，首先將鎳(II)離子與含有 2,2’:6’,2’’-三吡啶(2,2’:6’,2’’-terpyridine)的大 環分子作配位，之後引入末端為溴的啞鈴型分子的前驅物，最後催化形成啞鈴型 分子內鎖大環形成[3]車輪烷25。
流程 五 利用金屬離子配位並催化形成[3]車輪烷
圖 十四 [3]車輪烷之X-ray單晶結構
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3. 含有二個大環單元的手銬型大環分子：
圖 十五 手銬型[3]車輪烷
將兩個大環利用特定大小的官能基做連接，這種造型獨特大環在桿狀分子穿 透後形成車輪烷，看起來就像一個手銬銬在一雙手上，因此被稱為手銬形大環分 子。此種獨特之車輪烷合成策略：
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1)先將兩個[2]車輪烷合成，利用大環上面的官能基與特定長度的長鏈分子做 反應並連接26。
流程 六 Vögtle 教授將兩個[2]車輪烷利用特定長度之長鏈分子聯結合成[3]車輪烷
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2)先將手銬型大環合成，在利用桿狀分子穿透並做末端封鎖27。
流程 七 Sauvage 教授利用金屬配位穿透後末端封鎖法合成手銬型車輪烷
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3)利用夾鎖法，也就是將大環前驅物圍繞的兩個桿狀分子上，之後加入用特定 長度的官能基連接的兩個大環片段進行合環反應28。
流程 八 利用夾鎖法合成手銬型[3]車輪烷
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4)利用金屬配位作為模板，與手銬型大環和啞鈴型分子的前驅物混合，之後金 屬催化反應合成手銬型車輪烷29。
流程 九 利用金屬離子配位並催化連接桿狀分子合成[3]車輪烷
圖 十六 利用金屬離子配位並催化合成之車輪烷結構
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Asakawa 教授在 2004 年首先提出穿透後縮環(threading-followed-by-shrinking) 的概念30，是利用大環和啞鈴型分子形成準車輪烷，之後加入過渡金屬離子與環上 的配位基結合使環空間上縮小，進而形成車輪烷。相對地，我們報導了含有 arylmethyl sulfone 的大環在與啞鈴型分子錯合之後，照光進行重排反應，釋放二氧