过渡金属导致物质从反芳香性向芳香性的突变

芳香性物质在现代医药、能源、材料等诸多领域都有着广泛的用途．而反芳香性物质却因其极不稳定性，很难被成功分离，实现物质从反芳香性到芳香性的转变，一直以来都是一个重大的科学难题．我校化学化工学院夏海平教授主持的研究项目“过渡金属导致物质从反芳香性向芳香性的突变”，实现了物质芳香性的这种转变．该成果通过在反芳香环内嵌入金属的方法，分离出全新芳香性物质金属杂戊搭炔，同时也揭示了金属杂戊搭炔超常稳定的内在本质．

该研究项目入选教育部2013年度“中国高等学校十大科技进展”，其研究发现主要体现在2个方面：

1. 成功合成与分离金属杂戊搭炔，并明晰其内在的稳定机制．戊搭炔具有高度反芳香性、高度环张力，极不稳定．通过在其环内掺杂金属，分离出全新芳香性物质金属杂戊搭炔．该类物质具有超常的稳定性，其机制在于：过渡金属在桥头位置的嵌入替换，使得戊搭炔的芳香性实现逆转，由于这一逆转而产生的强大芳香共轭稳定化能克服了其极端的环张力．

2. 将卡拜键角压缩为129.5°．金属杂戊搭炔的单晶衍射揭示其分子内含有一个129.5°卡拜键角，sp杂化碳的标准键角是180°，当其小于150°时，每压缩 1°都需要克服巨大的环张力．因此，卡拜键角的极限之前在147°～150°．

金属杂戊搭炔的发现，开拓了芳香化学的一个全新方向，使得芳香性概念被拓展到了金属杂双五元环体系和含三键的五元环体系．这类新芳香体的光电特性与传统的有机芳香体系截然不同，这也必将使其在未来的生物医学、光电材料和太阳能利用等领域有着广阔的应用前景．