陈姝璇,陈秀梅,吕　鑫

(厦门大学 化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,福建省理论与计算化学重点实验室,福建厦门361005)

乙硼烷及其同系物的σ芳香性

陈姝璇,陈秀梅,吕鑫*

(厦门大学 化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,福建省理论与计算化学重点实验室,福建厦门361005)

摘要：本文从理论上证明缺电子乙硼烷及其同系物X2H6 (X=B,Al,Ga)中的四元环具有四中心四电子(4c4e)的环状σ共轭体系,尽管看似与休克尔芳香性规则相悖,但具有σ芳香性;类似地,X2(CH3)6 (X=B,Al,Ga)等缺电子甲基化合物也有σ芳香性,但其σ电子离域程度要比相应的氢化物略低;卤化物X2Y6(X=B,Al,Ga;Y=F,Cl,Br) 中四元环的四中心八电子(4c8e)的σ骨架看似与具σ反芳香性的环丁烷相似,但其σ骨架电子均定域于各Y—X σ配键,属非芳香性．

关键词：σ芳香性；缺电子化合物；乙硼烷；多中心键；电子离域

σ芳香性首次由Dewar于1954年提出并用于解释看似具有高张力的环丙烷的异常稳定性[1-4],这一概念后来又由Schleyer等进一步完善,用于说明3,5-双脱氢苯基正离子的面内和双重芳香性[5-7]以及环丁烷及其他具有四元环的饱和烃中的σ反芳香性[8],后来亦有报道认为一些金属原子簇[9-11]及三角形金属羰基簇合物[12]也具有σ芳香性．

乙硼烷(B2H6)及其同系物如Al2(CH3)6是教科书中经典的缺电子化合物,其四元环由2个二配位的一价原子(如H)或基团(如甲基CH3)和2个三价原子X(X=B，Al)组成,一般认为具有2个弯曲的三中心双电子(3c2e)键(图1)[13-14]．本文我们将从理论上证明这类化合物中心的四元环应看成是四中心四电子(4c4e)的环状σ共轭体系,具有相当强的σ芳香性．