[M2(BzN6-Mes)]n−配合物的合成和结构的图像

来源:©Colin A Gould et al/施普林格Nature Limited 2021

由两个钆离子稳定的苯二自由基的合成与结构(黄色)

一种苯二基二离子两边的离子是第一个处于基态的贝尔德芳香族分子。贝尔德芳香性通常只存在于高能激发态体系中。

识别简单芳香分子的一种直接方法是通过它们的π电子计数。如果它们有4n+2个π电子,它们就是芳香族电子,如果是4n,它们就是反芳香族电子。但是这个规则——Hückel的规则——只适用于处于单线态的分子,这意味着它们不可能有未配对的电子。当化合物有两个未配对的电子时(即三元态),规则反过来:有4n个π电子的化合物成为芳香族化合物,而有4n+2个π电子的化合物成为反芳香族化合物。这被称为贝尔德芳香性。

对于几乎所有的分子,它们的单线态是分子的基态氧气这是个明显的例外。三联体通常为激发态保留,例如通过光激活可以达到激发态。

但是一个来自美国和荷兰的化学家团队现在创造了一种苯,它是基态的Baird芳香三联体。苯二基离子位于两个钆3+离子之间,周围环绕着几个大的取代基。钆是顺磁性的,可以参与磁交换耦合,这稳定了苯二自由基的三态,使其成为分子的基态。计算表明,三态苯的环电流比普通单态苯的环电流大30%左右。

虽然在大环和双环体系中已经有一些基态Baird芳香性的例子,但三元苯是第一个具有这种性质的简单单环分子。