芳香性概念的新发展

关于芳香性的定义一直是人们关注讨论的焦点.具有非传统芳香性的化合物层出不穷,芳香性的概念也因此有了很大的发展.本文具体介绍了同芳香性、莫比乌斯体系的芳香性、C60以及三维结构中的芳香性、Y型芳香性等芳香性概念发展的前沿方向,并尝试对芳香性概念的最新发展作简要讨论.     

NICS判据在五元杂环化合物芳香性教学中的应用

运用NICS判据对五元杂环化合物的芳香性进行了分析,并对引入到有机化学教学中进行了探讨,可通过简单的数值来分析不同杂环化合物的芳香性。     

芳香性概念的最新进展

芳香性是有机化学领域非常重要的概念,这一概念可追溯至1825年法拉第发现苯和1865年凯库勒提出著名的单双键交替环状结构。时至今日,芳香性的内涵与外延仍在不断扩展。目前反休克尔规则的例子不断涌现,包括莫比乌斯芳香性规则和贝尔德规则,立体芳香性、全局芳香性等新的芳香性概念逐步提出。本文重点介绍了芳香性的实验和理论判据并通过卟啉纳米环、大环多自由基、多环共轭体系等介绍几种新的芳香性体系,并阐述了未来可能的应用。     

芳香性:历史与发展

芳香性是有机化学领域的重要概念,芳香性化合物通常具有特殊的稳定性.探究分子的芳香性不仅可以帮助我们更好地理解其稳定的本质,还可以预测和构建稳定或去稳定的分子骨架.开展芳香性研究,必须从芳香性的内涵与判定方法入手.主要介绍芳香性的起源、定义、相关的理论和实验判据,并将芳香性加以分类,以实例进一步分析芳香性的研究方法和研究内容.     

芳香性的本质

人们一直把芳香性化合物所具有的特殊的结构稳定性归结于电子的离域作用,但这种离域作用并不能使共轭多烯获得明显的芳香性。只有当离域作用存在球形或圆形对称中心,且离域电子满足一定规则时化合物才具有特殊的结构稳定性。本文将芳香性归结于“向心作用”,以区别于直链共轭多烯以及不具有这种对称中心的离域作用,同时将向心作用推广到三维体系,再一次证实了Mobius芳香性的存在。     

运用密度泛函活性理论的信息论方法研究苯并富烯衍生物的芳香性

文献中已有越来越多的芳香性体系被发现,同时也有越来越多的芳香性指标被提出来,但是如何解释芳香化合物稳定性的起源以及理解芳香性的本质仍然是当今理论化学中一个悬而未决的难题。运用我们新近提出的密度泛函活性理论信息论方法,不久前我们曾对一系列富烯衍生物进行了系统研究并得到了一个全新的认识。本文进一步探讨苯并富烯衍生物的芳香性行为,目的在于考察一个或多个苯环与富烯连接之后其芳香性发生变化的情况。运用香农熵,费舍尔信息,Ghosh-Berkowitz-Parr熵,Onicescu信息能,信息增益,以及相对Rényi熵六个信息量,和四种芳香指标,ASE,HOMA,FLU和NICS,我们系统地研究了信息量和芳香性指标在单、双、三苯并富烯衍生物中的相关性。我们发现,不管是否有苯环与富烯相连,芳香指标和信息量的交叉相关性都是一样的。这表明,虽然苯环本身具有芳香性,但苯环与富烯相连并不能改变富烯的芳香性与反芳香性本质。苯并富烯衍生物与富烯衍生物的芳香性和反芳香性一致。苯并富烯衍生物的芳香性和反芳香性完全取决于富烯本身的芳香性和反芳香性。这些结果为认识和理解复杂体系芳香性和反芳香性起源和本质将提供有益的启示。     

芳香性研究的最新进展: Möbius芳烃和富勒烯基芳香性全反式[18]轮烯

芳香性反式轮烯结构富勒烯具有高共轭性, 是潜在的优良的光能捕获分子. 综述了Möbius芳烃和芳香性反式轮烯结构富勒烯的合成和性质研究的最新进展, 并展望了其今后的发展方向.     

过渡金属团簇Nbn、Con(n≤4)和NbxCoy(x+y≤8)的芳香性

采用杂化密度泛函(DFT)方法优化了过渡金属纯团簇Nbn, Con(n≤4)和二元铌钴团簇NbxCoy(x+y≤8)的结构, 并计算了较稳定结构的NICS(核独立化学位移)值, 分析这些过渡金属团簇的成键情况, 讨论不同轨道对各过渡金属团簇芳香性的贡献, 发现在过渡金属团簇中, 除了具有s、p轨道贡献的σ、π芳香性外, 很重要的地d轨道的参与而形成的δ芳香性.     

过渡金属团簇Nbn、Con（n≤4）和NbxCoy（x＋y≤8）的芳香性

采用杂化密度泛函(DFF)方法优化了过渡金属纯团簇Nbn,Con(n≤4)和二元铌钴团簇NbxCoy(x+y≤8)的结构.并计算了较稳定结构的NICS(核独立化学位移)值,分析这些过渡金属团簇的成键情况,讨论不同轨道对各过渡金属团簇芳香性的贡献,发现在过渡金属团簇中,除了具有s,p轨道贡献的σ、π芳香性外,很重要的地d轨道的参与而形成的δ芳香性.     

桥环三元环苯的结构和芳香性研究

用Gaussian 03程序,采用密度泛函理论方法,对桥环三元环苯的结构和芳香性进行研究,优化得到了其稳定平衡构型,讨论了结构,通过核独立化学位移（NICS）和分子轨道（MO）分析,确定了桥环三元环苯的芳香性与键的定域之间是没有联系的,分子中的各个环的环电流大小是由取代基所决定的．     

芳香性研究的最新进展:M(o)bius芳烃和富勒烯基芳香性全反式[18]轮烯

芳香性反式轮烯结构富勒烯具有高共轭性,是潜在的优良的光能捕获分子.综述了M(o)bius芳烃和芳香性反式轮烯结构富勒烯的合成和性质研究的最新进展,并展望了其今后的发展方向.     

芳香性研究的最新进展:Mbius芳烃和富勒烯基芳香性全反式[18]轮烯

芳香性反式轮烯结构富勒烯具有高共轭性,是潜在的优良的光能捕获分子.综述了M?bius芳烃和芳香性反式轮烯结构富勒烯的合成和性质研究的最新进展,并展望了其今后的发展方向.     

Gaussian和Multiwfn软件在判断蒽和菲芳香性上的应用

利用Gaussian软件对蒽和菲分子进行几何优化,在Multiwfn软件中运用等化学屏蔽表面(ICSS)和电子定域化函数(ELF)方法对蒽和菲进行了芳香性分析,并使分析结果可视化。结果表明,Gaussian和Multiwfn软件结合可以直观地解释蒽和菲不同环的芳香性差异,将分析结果应用于课堂教学,可以使课堂教学更加直观可视化。     

运用密度泛函活性理论的信息论方法研究苯并富烯衍生物的芳香性（英文）

文献中已有越来越多的芳香性体系被发现,同时也有越来越多的芳香性指标被提出来,但是如何解释芳香化合物稳定性的起源以及理解芳香性的本质仍然是当今理论化学中一个悬而未决的难题。运用我们新近提出的密度泛函活性理论信息论方法,不久前我们曾对一系列富烯衍生物进行了系统研究并得到了一个全新的认识。本文进一步探讨苯并富烯衍生物的芳香性行为,目的在于考察一个或多个苯环与富烯连接之后其芳香性发生变化的情况。运用香农熵,费舍尔信息,Ghosh-Berkowitz-Parr熵,Onicescu信息能,信息增益,以及相对Rényi熵六个信息量,和四种芳香指标,ASE,HOMA,FLU和NICS,我们系统地研究了信息量和芳香性指标在单、双、三苯并富烯衍生物中的相关性。我们发现,不管是否有苯环与富烯相连,芳香指标和信息量的交叉相关性都是一样的。这表明,虽然苯环本身具有芳香性,但苯环与富烯相连并不能改变富烯的芳香性与反芳香性本质。苯并富烯衍生物与富烯衍生物的芳香性和反芳香性一致。苯并富烯衍生物的芳香性和反芳香性完全取决于富烯本身的芳香性和反芳香性。这些结果为认识和理解复杂体系芳香性和反芳香性起源和本质将提供有益的启示。     

关于芳香性的概念

简要介绍了芳香性概念的发展历史 ,并从结构、稳定性、反应性能等方面进行了总结     

C36X(X=O,NH,S)各种可能异构体的芳香性研究

采用拓扑共振能方法对富勒烯C36X(X=O,NH,S)开环结构中的所有可能的异构体及阳离子和阴离子芳香性进行了理论研究. 计算结果表明,C36X的芳香性高于C36. C36X的阳离子因其共振能为负值而具有反芳香性. 反之,C36X的阴离子因共振能为正值而具有芳香性和较高的稳定性. C36的D6h和D2d异构体中杂原子X插入在5-5键时得到的化合物最稳定. 从理论上预测了C36X的负离子能形成稳定的金属富勒烯. 对C36X的阳离子和阴离子的芳香性进行了解释.     

巴比妥酸的质子迁移异构化反应及其芳香性的密度泛函研究

用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-31G水平上研究了巴比妥酸的醇式和酮式结构的分子内质子迁移异构化反应,对反应势能面的研究发现,该化合物可能存在6种中间体和12种过渡态,对反应物、产物和过渡态进行了几何构型优化,在同一水平下计算了单点能量,并用频率振动模式和内稟坐标(IRC)确证了过渡态的存在,反应的活化能最小为107.50kJ·mol-1,最大为330.84kJ·mol-1。在GIAO-HF/6-31G//B3LYP/6-31G水平对反应物、产物,中间体和过渡态的非相关性化学位移(NICS)进行了计算,利用NICS值对反应过程中芳香性进行分析,发现如果分子中的C5与C6存在双键或者形成过渡态的四员环状结构,分子就有不同程度的芳香性,如果有C6上的羟基氢迁移到C5上,C5-C6以单键相结合,则分子就没有芳香性。     

锗杂芳香化合物研究进展

锗杂共轭体系在有机光电材料领域有着广阔的应用前景.锗杂芳香化合物作为一类重要的锗杂共轭体系,同时还是碳基芳香化合物的重元素类似物,近年来引起了科学家们的极大兴趣并得以迅速发展.将锗杂芳香化合物按其所带电荷种类的不同分为电中性型、负电型及正电型三类,对其合成方法及化学反应性进行了归纳总结,着重对各化合物的芳香性判定的依据进行介绍.锗杂芳香化合物与碳基芳香化合物的结构特性与磁性质类似,但是二者的反应性却有较大的差别.对锗杂芳香化合物的总结不仅有利于新结构、新反应的开发,同时还有利于对"芳香性"这一概念的更深入的认识.     

用LOL-π分析展示B3N3六元环的离域π电子和芳香性——推荐一个普适性的计算化学实验

B₃N₃独特的六元环结构是研究非苯芳香性的理想模板。本实验在B3LYP-D3(BJ)/def2-TZVP水平上优化了B₃N₃六元环结构并进行频率验证,用Multiwfn3.7(dev)绘制了其LOL-π填色图,完美展示了六元环的离域π电子分布和非苯芳香性特征。实验普适性和可操作性强,安全性高,易于推广。     

单环共轭多烯的结构与芳香性研究

基于先进的量化计算软件Gaussian和波函数分析软件Multiwfn,研究结构化学课程中七种单环共轭多烯和环碳18的结构,形成“有图有真相”的立体直观的分子空间结构,形象化展示了各个分子的几何结构、分子尺寸、静电势、芳香性等。将课本知识与先进的量化软件结合起来,在量子化学层次上拓展有关芳香性的认识,引导学生加深对课本知识的理解,同时开拓学生的视野和知识层次。