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科学进展——史上最小芳香环诞生了

发布者:admin时间:2017-09-20浏览量: 400

自从苯环被发现以来,芳香性成为化学中的一个重要概念。在苯环的结构基础上,一系列大大小小的芳香环被化学家的巧手合成出来。你知道最小的芳香环是什么吗?事实上,这个最小芳香环的记录是刚刚才创造的。
 
 
 
       最近,德国维尔茨堡大学Holger Braunschweig教授带领的化学家团队成功地合成出了稳定的基于硼原子的三元环(B3环),这是迄今为止最小最轻的芳香环。这种小芳香环除了可以帮助研究人员更好地理解化学结构和化学键,还有不错的实际应用前景。这些化学家们利用钠离子将两个这样的B3环以三明治的方式连接在一起,此种独特的分子结构有希望用于制备半导体、超导和磁性材料。该研究成果发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》。
 
 
 
       Holger Braunschweig教授的团队通过环己基取代的二氯氨硼烷与金属钠在二甲氧基乙烷溶剂中反应生成该B3环——三硼环丙烯二价阴离子。计算化学、光谱学以及电化学研究结果显示该B3环具有的电子结构与经典的芳香碳化合物相一致,如环丙烯基阳离子和苯。
 
       这个新的合成“无疑是一个很大的突破,并打开了硼化学的一个新方向,”犹他州立大学的Alexander I. Boldyrev评论说。他的研究小组在过去15年里对平面全硼环做了很多的计算工作。
 
       由Hückel规则所定义的芳香性通常局限于碳化合物的领域,之前仅有的几个非碳元素的芳香环都来自于比碳更重的元素。化学家们早就预言,从B3至B15或更大的平面硼环也可能具有芳香性。研究人员一直热衷于合成硼环,但合成可分离的稳定硼环化合物是很大的挑战。之前最成功的方法只是用激光束生成少量的分子用于气相中的研究。
 
        “是否可以将芳香性的概念和原则推广到非碳元素为基础的系统?这一发现可能有助于解决这类讨论,”加州大学河滨分校的Boniface Fokwa说。在2012年,Fokwa参与了合成第一种具有平面硼环的可分离固体化合物Ti7Rh4Ir2B8。“这种新的平面B3环化合物的发现强烈地暗示了其在固态化合物中也可能很稳定,”Fokwa说,“我们希望,在此基础上能发现激动人心的新功能材料。”
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