这个分子盒捕获电子

日本研究人员首次制造出全氟脲。当被还原时，这种分子可以在其盒状结构中容纳一个电子——这是量子力学“盒中粒子”原理的一个不寻常的现实例子。

虽然常规cubane (C₈H₈自1964年以来，没有人成功地制造出全氟脲(C₈F₈)尽管有人预测它可能能容纳一个电子。“长期以来，将电子放入碳制成的笼子里一直是一个挑战，”他说美岛绿秋山来自东京大学。“理论化学家预测，如果一个多面体碳氢化合物被完全氟化，它将在笼子的中心容纳一个电子。她的团队现在已经成为第一个合成全氟cubane的团队，证明它确实可以将电子封装在笼子里。

研究人员从cubane单酯开始，在液相中与氟气体反应，得到了几乎全氟化的七氟cubane。克雷格•威廉姆斯澳大利亚昆士兰大学的合成cubane化学专家称这种方法“大胆”，因为它依赖于元素氟。他解释说:“七氟化打开了闸门，使轻度脱羧和最终的单氟化(产生八氟脲)成为可能。”

当被还原时，分子与位于立方腔内的未配对电子形成一个自由基阴离子。全氟化结构由于氟的体积更大，电子密度和电负性也比氢大，所以电荷分布与正立方烷有很大的不同。碳氟σ反键轨道在笼子内形成了一个稳定的空轨道，可以接受一个电子。这种不寻常的特性不同于其他电子受体，它们将额外的电子定位在它们的表面。

菲利普·伊顿他是美国芝加哥大学的教授首次合成cubane他说，“八氟脲及其令人难以置信的“笼内”自由基阴离子的合成和完整特征将使对称性爱好者高兴，提供与已知碳氢化合物完全不同的新性质，并挑战计算学家将预测与实际测量相匹配”。

全氟脲的不同寻常的特征可能被证明对研究分子中的量子限澳门万博公司制很重要，解释说法比奥Pichierri来自日本东北大学，他做过取代立方和超立方的理论研究．“全氟脲的合成对科学来说是一个重要的突破，因为它的阴离子代表了量子力学教科书中描述的盒子模型中的粒子的实际实现。”皮切里还解释说，现在有可能制造出“全氟十二麻面烷”(C_20.F_20.)，根据理论计算，预测其电子亲和度是C的两倍₈F₈”。

虽然自由基阴离子不稳定，实际用途有限，但含氟cubane衍生物在功能性有机材料和聚合物方面具有应用潜力。伊顿说，他可以想象通过“在非常高的压力下对八氟立方烷进行环切割和聚合，以类似立方烷的行为”来制备棒状立方烷聚合物，甚至是超薄纳米线。