有史以来最大的分子轮突破了芳香规则的限制

Hückel的规则是用来解释苯中六个芳香电子的性质的，它仍然适用于有162个π电子的巨大芳香环，是最简单芳香环的数倍。

Erich Hückel在1931年提出了分子轨道的量子理论。他计算的一个结果是，具有交替单键和双键以及4n+2个π电子的环应该像苯一样芳香。后来的研究将数字能被4整除的化合物，如环丁二烯，称为抗芳香剂。

在化学术语中，芳香环是强烈稳定的，而抗芳香环是不稳定的，很少遇到。当分子暴露在磁场(如核磁共振波谱)中时，产生环电流是一种检查分子是一种分子的物理测量方法。在芳烃中，电流将与环内的外部磁场相反，而在反芳烃中，电流将与环内的外部磁场重合。

几十年来，人们合成了许多芳香族分子和抗芳香族分子，它们都遵循Hückel的简单规则。比如卟啉，在血红蛋白而且叶绿素，提供了一个具有18个π电子的自然例子。然而，目前尚不清楚在Hückel的规则失效之前，芳香环能有多大。

三年前，哈利安德森英国牛津大学的研究小组建造了世界上最大的芳香族环，共有78个π电子。分子轮由围绕苯轮毂的六个卟啉环组成，六个辐条连接由卟啉络合的锌离子。¹

轮化学

现在，化学家们用一个巨大的芳香轮打破了他们自己的记录，这个芳香轮总共包含162个π电子。他们将之前的纪录保持者的尺寸扩大了一倍，用12个卟啉环构建了轮子的边缘，在中间放置了两个堆叠的苯毂，并创造了12个更长的辐条。²

他们还将小轮子的两半各有四个辐条，形成一个由8个卟啉组成的细长结构。总之，研究人员在不同的氧化状态下制备了8种不同的纳米环，占24种不同的分子种类。在所有可以检测到环电流的情况下，它们都符合Hückel的规则。

安德森说:“令人惊讶的是，简单的Hückel 4n+2规则比复杂的密度泛函理论计算更能预测分子的芳香性或抗芳香性。manbetx手机客户端3.0．

卟啉结构物易于接受或释放电子，这使研究人员能够使用相同的分子结构研究芳香族和抗芳香族状态。不同的氧化还原状态可以通过核磁共振来区分，即使它们存在于同一溶液中。因此，该系统提供了一个方便的开关和读出其芳香族性质。

当他们将大的12-卟啉循环与两个较小的轮辐分子结合在一起时，该小组为故事增添了进一步的转折。正如他们所希望的那样，圆环将自己包裹成一个8字形，以容纳两个中心综合体。由于环的两部分现在朝着相反的方向运动，理论预测环电流会相互抵消——这是该小组第一次能够观察到的现象。Anderson解释道:“纳米环的尺寸使我们能够实现电流抵消所需的几何形状。”这使得研究人员可以使用几何形状和氧化还原状态作为独立的开关来操纵纳米环的芳香族特性。

Marcin圣ę派ń来自波兰弗罗茨瓦夫大学的教授对这项工作表示欢迎，并强调了分子结构。“卟啉纳米化学是一项重要的合成成就:它使用了超分子化学的巧妙方法，以原子精度进行纳米级结构的共价组装。这种共价连接对于在纳米环中构建巨大的共轭路径至关重要。manbetx手机客户端3.0．

Rainer艾尔热德国基尔大学的研究员称赞了经典电磁系统和量子化电磁系统之间的未知领域的进步，他评论说:“第一个结果已经出乎意料和令人惊讶。我相信，对这一领域的探索将进一步揭示量子计算等迷人的效应和应用。”

与此同时，Hückel规则的上限仍有待发现。