徐梅芳（天津师范大学 数学科学学院，天津 300387）

DFT结合QTAIM方法对（CH）n（CBO）6-n（n=0～6）结构和芳香性的研究

徐梅芳
（天津师范大学 数学科学学院，天津 300387）

摘要：在B3LYP/6-311+G（d）计算水平上对（CH）n（CBO）6-n（n=0～6）分子的结构进行了全优化，在同一计算水平上采用规范无关原子轨道（GIAO）方法计算了此类化合物的核独立化学位移值（NICS），用以评价这些分子的芳香性.研究结果表明：（CH）n（CBO）6-n（n=0～6）具有芳香性，但芳香性比苯分子略弱，并且芳香性随着CH基团陆续被CBO基团取代而减弱.QTAIM分析进一步确认了这些分子的芳香性，并发现NICS（0）以及ΔNICS均同Hb存在良好的线性关系.此外，同（CH）n（BCO）6-n（n= 0～6）化合物相比，（CH）n（CBO）6-n（n=0～6）分子不仅具有更高的热力学稳定性，而且还具有更强的芳香性.

关键词：核独立化学位移（NICS）；芳香性；密度泛函理论；QTAIM；硼羰基化合物

硼羰基化合物（BCO）一直是实验研究和理论研究的重要对象［1-8］.Zhou等［9-10］认为，尽管BCO的基态为四重态而CH为二重态，但它们的电子组态相似，因此BCO和CH基团之间具有等瓣相似关系，如OCBBCO→HCCH、（BCO）6→C6H6（苯）、OCBHHBCO→H2CCH2（乙烯）、H3BCO→CH4（甲烷）.BCO和CH基团之间的这种等瓣相似关系使得硼羰基化合物表现出很大的扩展性，人们据此预测了一大批新型的硼羰基化合物，如芳香性硼羰基化合物［3-10］.双自由基分子B4（CO）2含有一个有σ-π芳香性的B4环，该分子同时也是具有3个π电子的芳香性化合物的典型代表［9-10］.理论预测一些单环硼羰基和半瞬烯（semibullvalene）也具有芳香性［11-12］.Huang等［13］研究了一系列CH被BCO连续取代而形成的苯的衍生物（CH）n（BCO）6-n（n=0～6），发现（CH）n（BCO）6-n也具有芳香性，且其芳香性随着CH被BCO逐次取代而下降.但是DFT理论计算结果表明［11-12］，（BCO）6的异构体（CBO）6更稳……