自從苯環(huán)被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，芳香性成為化學(xué)中的一個(gè)重要概念。在苯環(huán)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，一系列大大小小的芳香環(huán)被化學(xué)家的巧手合成出來(lái)。你知道最小的芳香環(huán)是什么嗎？事實(shí)上，這個(gè)最小芳香環(huán)的記錄是剛剛才創(chuàng)造的。

 

 

 

       最近，德國(guó)維爾茨堡大學(xué)Holger Braunschweig教授帶領(lǐng)的化學(xué)家團(tuán)隊(duì)成功地合成出了穩(wěn)定的基于硼原子的三元環(huán)（B3環(huán)），這是迄今為止最小最輕的芳香環(huán)。這種小芳香環(huán)除了可以幫助研究人員更好地理解化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵，還有不錯(cuò)的實(shí)際應(yīng)用前景。這些化學(xué)家們利用鈉離子將兩個(gè)這樣的B3環(huán)以三明治的方式連接在一起，此種獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)有希望用于制備半導(dǎo)體、超導(dǎo)和磁性材料。該研究成果發(fā)表于《Angew. Chem. Int. Ed.》。

 

 

 

       Holger Braunschweig教授的團(tuán)隊(duì)通過(guò)環(huán)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(yīng)生成該B3環(huán)——三硼環(huán)丙烯二價(jià)陰離子。計(jì)算化學(xué)、光譜學(xué)以及電化學(xué)研究結(jié)果顯示該B3環(huán)具有的電子結(jié)構(gòu)與經(jīng)典的芳香碳化合物相一致，如環(huán)丙烯基陽(yáng)離子和苯。

 

       這個(gè)新的合成“無(wú)疑是一個(gè)很大的突破，并打開(kāi)了硼化學(xué)的一個(gè)新方向，”猶他州立大學(xué)的Alexander I. Boldyrev評(píng)論說(shuō)。他的研究小組在過(guò)去15年里對(duì)平面全硼環(huán)做了很多的計(jì)算工作。

 

       由Hückel規(guī)則所定義的芳香性通常局限于碳化合物的領(lǐng)域，之前僅有的幾個(gè)非碳元素的芳香環(huán)都來(lái)自于比碳更重的元素?；瘜W(xué)家們?cè)缇皖A(yù)言，從B3至B15或更大的平面硼環(huán)也可能具有芳香性。研究人員一直熱衷于合成硼環(huán)，但合成可分離的穩(wěn)定硼環(huán)化合物是很大的挑戰(zhàn)。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(chǔ)的系統(tǒng)？這一發(fā)現(xiàn)可能有助于解決這類(lèi)討論，”加州大學(xué)河濱分校的Boniface Fokwa說(shuō)。在2012年，F(xiàn)okwa參與了合成第一種具有平面硼環(huán)的可分離固體化合物Ti7Rh4Ir2B8。“這種新的平面B3環(huán)化合物的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)烈地暗示了其在固態(tài)化合物中也可能很穩(wěn)定，”Fokwa說(shuō)，“我們希望，在此基礎(chǔ)上能發(fā)現(xiàn)激動(dòng)人心的新功能材料。”