自从150年前苯环的结构被发现以来,这种充满美感的化学结构已经成为有机化学的重要组成部分。在历史上,人们习惯于用“芳香性”来描述带有苯环的化合物的一系列特性,其最基本的性质就是因为电子环状离域和环共振而产生的超乎寻常的稳定性。
从这一个概念出发,近年来有一批理论和实验化学家通过计算和分子束方法,得到并验证了一些由非碳原子构成的拥有离域电子云的稳定环状分子或离子,并声称这些分子或离子也具有芳香性。由于“芳香性”与苯环的渊源如此之深,以至于当这些新锐科学家将“芳香性”这一概念推广到苯及其衍生物的家族以外时,一些传统的化学家----以诺贝尔奖得主,康奈尔大学的化学家罗尔德·霍夫曼为首,公开表示反对。霍夫曼最近在《美国科学家》上撰文,指出将“芳香性”这一体现化学终极美感的概念用到苯类化合物以外,是夸大其辞的炒作,是对化学历史和传统定义的挑战,他还提出了两个新的衡量芳香性的特征:一个是超共轭造成环中各键长相等,另一个是电子环状离域使环上氢原子的核磁谱有异常化学位移。
如果这仅仅是纯学术讨论,也许就会像历史上很多不同意见一样,大家在各自的圈子里理性阐述,不会正面冲突。然而这一次争论有所不同,也许对于这种“离经叛道”的行为真的义愤填膺,霍夫曼的文章中刀光剑影,火星四溅,用词颇为尖锐。比如在文中,他将那些把自己的新化合物标上“芳香性”的科学家比喻为总觉得自己孩子与众不同的父母,认为这些新化合物必须足够稳定到能够装在瓶子里在室温下存在一天,以便让一个研究生可以做一个晶体结构和核磁共振谱,还以一瓶纽约雷司令酒打赌没人能够制备出毫克级别的这类新“芳香性”化合物。
这样的说法,当然使其文中直接提到的“离经叛道”者,犹他大学的Alexander I. Boldyrev教授和布朗大学的华裔科学家Lai-Sheng Wang教授不能无动于衷了。他们随即在美国化学会的网站上针锋相对公开发表反驳意见,强调了这类新“芳香性”化合物是历史上发现苯环的科学家从未知道的,并且满足传统“芳香性”的概念。而且他们还列举了好几个其它实验室制备的具有类似性质的新化合物。他们还引用了一句谚语:“如果一个动物走起来像鸭子,叫起来像鸭子,看起来像鸭子,那它一定就是一只鸭子!” 随后霍夫曼在该网站“跟贴”,再次指责这些科学家是在炒作。
“跟贴”的还有很多在该领域很有成就的科学家,多数的发言其实表达了对这些“新锐小辈”的支持,尽管霍夫曼头顶诺贝尔的光环。其中有人提到了富勒烯的发现过程,最初正是通过分子束技术得到极其微量的产物,如果按照霍夫曼的标准,是不可能有被装在瓶子里的出头之日的。这场论战因其言辞激烈而为学术界侧目,也许在历史上也会传为一段趣事。
1. http://www.americanscientist.org/issues/pub/2015/1/the-many-guises-of-aromaticity/99999
2. http://cen.acs.org/articles/93/i8/Aromaticity1.html
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