過渡金屬導致物質從反芳香性向芳香性的突變

芳香性物質在現代醫藥、能源、材料等諸多領域都有著廣泛的用途．而反芳香性物質卻因其極不穩定性，很難被成功分離，實現物質從反芳香性到芳香性的轉變，一直以來都是一個重大的科學難題．我?；瘜W化工學院夏海平教授主持的研究項目“過渡金屬導致物質從反芳香性向芳香性的突變”，實現了物質芳香性的這種轉變．該成果通過在反芳香環內嵌入金屬的方法，分離出全新芳香性物質金屬雜戊搭炔，同時也揭示了金屬雜戊搭炔超常穩定的內在本質．

該研究項目入選教育部2013年度“中國高等學校十大科技進展”，其研究發現主要體現在2個方面：

1. 成功合成與分離金屬雜戊搭炔，并明晰其內在的穩定機制．戊搭炔具有高度反芳香性、高度環張力，極不穩定．通過在其環內摻雜金屬，分離出全新芳香性物質金屬雜戊搭炔．該類物質具有超常的穩定性，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逆轉，由于這一逆轉而產生的強大芳香共軛穩定化能克服了其極端的環張力．

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含有一個129.5°卡拜鍵角，sp雜化碳的標準鍵角是180°，當其小于150°時，每壓縮 1°都需要克服巨大的環張力．因此，卡拜鍵角的極限之前在147°～150°．

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