同芳香性

同芳香性，在有機化學中，指的是芳香性的一種特殊情況，其中共軛被單個 sp3 雜化碳原子打斷。 盡管這個 sp3 中心破壞了 p 軌道的連續重疊，傳統上認為 p 軌道是芳香性的必要條件，但仍然觀察到此類化合物具有相當大的熱力學穩定性以及許多與芳香族化合物相關的光譜、磁性和化學性質。 這種形式上的不連續性顯然是由 p 軌道重疊橋接的，從而保持了 π 電子的連續循環，從而保持了這種化學穩定性。

同芳香性的概念是由索爾·溫斯坦 (Saul Winstein) 于 1959 年率先提出的，這源于他對“三高環丙烯基”陽離子的研究。 自從 Winstein 的論文發表以來，許多研究都致力于理解和分類這些分子，它們代表了不斷擴大的芳香性定義中包含的另一類芳香分子。 迄今為止，已知同芳香族化合物以陽離子和陰離子形式存在，一些研究支持中性同芳香族分子的存在，盡管這些不太常見。 “homotropylium”陽離子 (C8H9+) 可能是同芳族化合物研究得xxx的例子。

術語同芳香性源自同芳香化合物與先前在文獻中觀察到的類似同共軛烯烴之間的結構相似性。 IUPAC Gold Book 要求使用 Bis-、Tris- 等前綴來描述同芳香化合物，其中兩個、三個等 sp3 中心分別中斷芳香系統的共軛。

同芳香性的概念起源于 1950 年代發生的關于非經典碳正離子的爭論。 非經典離子模型的著名支持者 Saul Winstein 在研究 3-雙環 [3.1.0] 己基陽離子時首先描述了同芳香性。

在一系列乙酰解實驗中，Winstein 等人。 觀察到當甲苯磺酰基離去基團處于赤道位置時，溶劑分解反應根據經驗發生得更快。 該小組將這種反應速率的差異歸因于順式異構體引起的嵌合協助。 因此，該結果支持陽離子的非經典結構。

溫斯坦隨后觀察到，這種 3-雙環 [3.1.0] 己基陽離子的非經典模型類似于先前研究充分的芳族環丙烯基陽離子。 與環丙烯基陽離子一樣，正電荷在包含兩個 π 電子的三個等效碳上離域。 因此，這種電子配置滿足 Huckel 的芳香性規則（需要 4n+2 個 π 電子）。 事實上，Winstein 注意到這種芳香丙烯基陽離子和他的非經典己基陽離子之間的xxx根本區別是，在后一種離子中，共軛被三個 -CH_{2- units. 該小組因此提出了三高環丙烯基的名稱——環丙烯基陽離子的三高對應物。}

隨著新的發展和見解繼續促進我們對這些非常穩定的有機分子的理解，芳香性的標準也在不斷發展。 因此，這些分子所需的特性仍然是一些爭論的主題。 傳統上，芳香族化合物被定義為具有 (4n+2)π 電子循環離域系統的平面分子，滿足 Huckel 規則。 最重要的是，已知這些共軛環系統相對于基于局部共振結構的預測表現出巨大的熱化學穩定性。 簡而言之，三個重要特征似乎是芳香族化合物的特征：

• 分子結構（即共面性：所有貢獻原子在同一平面上）
• 分子能量學（即提高熱力學穩定性）
• 光譜和磁性（即磁場感應環電流）

然而，這些常規規則存在許多例外情況。 許多分子，包括莫比烏斯 4nπ 電子種類、周環過渡態、離域電子在環平面或通過 σ（而不是 π）鍵循環的分子、許多過渡金屬夾層分子和其他分子，盡管它們以某種方式偏離，但被認為是芳香族的 從芳香性的常規參數。

因此，同芳香族離域的標準仍然同樣模棱兩可并且有些爭議。 homotropylium 陽離子，(C8H9+)，雖然不是xxx個發現的同芳香化合物的例子，但已被證明是被歸類為同芳香化合物的研究最多的化合物，因此通常被認為是同芳香化合物的經典例子。