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无机芳环,氮磷留香:Science发表罕见共轭稳定化合物
更新日期:2015-06-05  

  化学术语芳香性是指环状分子中的原子共享电子而使其达到稳定的低能态。苯是最知名的芳香族化合物,还有众多与苯结构类似的碳氢化合物也具有同样性质。4月份X-MOL曾报导了关于诺贝尔奖得主罗尔德-霍夫曼为首的老派科学家与其他一些小辈化学家对于化合物芳香性定义的争执(点击查看),前者认为芳香性扩大到苯环类分子以外都是错误的,都是夸大其词的炒作,而后者则认为人类对芳香性的认识也随着科学的发展在不断演化。 

  529日出版的《科学》杂志上,来自美国麻省理工学院化学系的科学家Alexandra VelianChristopher C. Cummins发表了一篇文章(Science, 348, 6238, DOI: 10.1126/science.aab0204),报导了一种罕见的无机芳香族化合物:三个氮原子和两个磷原子组成的带负电荷的五元环。 

  在这篇文章中,作者显然支持芳香性的广义概念。他们报告的P2N3阴离子是平面芳香无机物一个罕见的例子。叠氮化物(N3)的四氢呋喃溶液与提供P2P2A2 (A = C14H10)反应,产生P2N3,最后该团队分离出以[Na-Kryptofix-221]+为阳离子的盐,产率为22%,并对其单晶体进行X射线衍射分析。而且,[Na-kryptofix-221] [P2N3]盐及其同位素取代物[Na-kryptofix-221][P215NN2]通过红外和拉曼光谱,15N31P 核磁共振谱和质谱法进行分析。采用密度泛函理论对P2N3负离子的形成进行了研究,其芳香特性由NICS(核独立化学位移)和QTAIM(分子中的原子量子理论)的方法证实。 

  这项研究工作表明,利用P2转移反应可以合成只有氮和磷组成的平面芳香杂环。之前合成类似化合物的方法必须在PP双键附近用大的位阻基团,来防止发生降解。而这种新的阴离子P2N3完全无需位阻基团,因此其稳定性必须归因于其电子态的稳定性。 

  这种稳定性是将有机化学领域中的芳香性扩展到无机化学领域的强有力的证据。 

        (来源:http://www.x-mol.com/news/535