過渡金屬導(dǎo)致物質(zhì)從反芳香性向芳香性的突變

芳香性物質(zhì)在現(xiàn)代醫(yī)藥、能源、材料等諸多領(lǐng)域都有著廣泛的用途．而反芳香性物質(zhì)卻因其極不穩(wěn)定性，很難被成功分離，實現(xiàn)物質(zhì)從反芳香性到芳香性的轉(zhuǎn)變，一直以來都是一個重大的科學(xué)難題．我校化學(xué)化工學(xué)院夏海平教授主持的研究項目“過渡金屬導(dǎo)致物質(zhì)從反芳香性向芳香性的突變”，實現(xiàn)了物質(zhì)芳香性的這種轉(zhuǎn)變．該成果通過在反芳香環(huán)內(nèi)嵌入金屬的方法，分離出全新芳香性物質(zhì)金屬雜戊搭炔，同時也揭示了金屬雜戊搭炔超常穩(wěn)定的內(nèi)在本質(zhì)．

該研究項目入選教育部2013年度“中國高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”，其研究發(fā)現(xiàn)主要體現(xiàn)在2個方面：

1. 成功合成與分離金屬雜戊搭炔，并明晰其內(nèi)在的穩(wěn)定機制．戊搭炔具有高度反芳香性、高度環(huán)張力，極不穩(wěn)定．通過在其環(huán)內(nèi)摻雜金屬，分離出全新芳香性物質(zhì)金屬雜戊搭炔．該類物質(zhì)具有超常的穩(wěn)定性，其機制在于：過渡金屬在橋頭位置的嵌入替換，使得戊搭炔的芳香性實現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，由于這一逆轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的強大芳香共軛穩(wěn)定化能克服了其極端的環(huán)張力．

2. 將卡拜鍵角壓縮為129.5°．金屬雜戊搭炔的單晶衍射揭示其分子內(nèi)含有一個129.5°卡拜鍵角，sp雜化碳的標(biāo)準(zhǔn)鍵角是180°，當(dāng)其小于150°時，每壓縮 1°都需要克服巨大的環(huán)張力．因此，卡拜鍵角的極限之前在147°～150°．

金屬雜戊搭炔的發(fā)現(xiàn)，開拓了芳香化學(xué)的一個全新方向，使得芳香性概念被拓展到了金屬雜雙五元環(huán)體系和含三鍵的五元環(huán)體系．這類新芳香體的光電特性與傳統(tǒng)的有機芳香體系截然不同，這也必將使其在未來的生物醫(yī)學(xué)、光電材料和太陽能利用等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景．