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科學進展——史上最小芳香環誕生了

發布者:admin時間:2017-09-20瀏覽量: 965

自從苯環被發現以來,芳香性成為化學中的一個重要概念。在苯環的結構基礎上,一系列大大小小的芳香環被化學家的巧手合成出來。你知道最小的芳香環是什么嗎?事實上,這個最小芳香環的記錄是剛剛才創造的。
 
 
 
       最近,德國維爾茨堡大學Holger Braunschweig教授帶領的化學家團隊成功地合成出了穩定的基于硼原子的三元環(B3環),這是迄今為止最小最輕的芳香環。這種小芳香環除了可以幫助研究人員更好地理解化學結構和化學鍵,還有不錯的實際應用前景。這些化學家們利用鈉離子將兩個這樣的B3環以三明治的方式連接在一起,此種獨特的分子結構有希望用于制備半導體、超導和磁性材料。該研究成果發表于《Angew. Chem. Int. Ed.》。
 
 
 
       Holger Braunschweig教授的團隊通過環己基取代的二氯氨硼烷與金屬鈉在二甲氧基乙烷溶劑中反應生成該B3環——三硼環丙烯二價陰離子。計算化學、光譜學以及電化學研究結果顯示該B3環具有的電子結構與經典的芳香碳化合物相一致,如環丙烯基陽離子和苯。
 
       這個新的合成“無疑是一個很大的突破,并打開了硼化學的一個新方向,”猶他州立大學的Alexander I. Boldyrev評論說。他的研究小組在過去15年里對平面全硼環做了很多的計算工作。
 
       由Hückel規則所定義的芳香性通常局限于碳化合物的領域,之前僅有的幾個非碳元素的芳香環都來自于比碳更重的元素?;瘜W家們早就預言,從B3至B15或更大的平面硼環也可能具有芳香性。研究人員一直熱衷于合成硼環,但合成可分離的穩定硼環化合物是很大的挑戰。之前最成功的方法只是用激光束生成少量的分子用于氣相中的研究。
 
        “是否可以將芳香性的概念和原則推廣到非碳元素為基礎的系統?這一發現可能有助于解決這類討論,”加州大學河濱分校的Boniface Fokwa說。在2012年,Fokwa參與了合成第一種具有平面硼環的可分離固體化合物Ti7Rh4Ir2B8。“這種新的平面B3環化合物的發現強烈地暗示了其在固態化合物中也可能很穩定,”Fokwa說,“我們希望,在此基礎上能發現激動人心的新功能材料。”
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