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六甲苯

五月 12, 2023

六甲苯是一种碳氢化合物，化学式 C12H18，结构式 C6(CH3)6。它是由苯的六个氢原子都被甲基取代而生的化合物。1929年，凯瑟琳·朗斯代尔（英语：Kathleen Lonsdale）报告了六甲苯的晶体结构，证明苯环是平面六边形的[1]，从而结束了关于苯的结构的持续争论。无论是对于X射线晶体学抑或研究芳香性的領域，這皆是一個具有歷史意義的成果。[2][3]

六甲苯
IUPAC名
Hexamethylbenzene
别名 1,2,3,4,5,6-六甲基苯
六甲基苯
识别
CAS号 87-85-4  
PubChem 6908
ChemSpider 6642
SMILES
InChI
InChIKey YUWFEBAXEOLKSG-UHFFFAOYAF
ChEBI 39001
性质
化学式 C12H18
摩尔质量 162.27 g·mol−1
外观 白色晶体
密度 1.0630 g cm−3
熔点 164.9-166.3 °C（438-439 K）
沸点 265.2 °C（538 K）
溶解性（水） 不溶
溶解性 乙酸、丙酮、苯、氯仿、乙醚和乙醇
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

六甲苯可以通过苯酚与甲醇在高温和合适的固体催化剂（如氧化铝）下反应而生成。[4][5][6]这个反应的反应机理已被广泛研究，[7][8][9][10] 過程中含有几种反应中间体的存在。[6][11][12]在合适的催化剂存在下[13][14]，二甲基乙炔的炔烃三聚（英语：Alkyne trimerisation）也可生成六甲基苯。[15]六甲基苯可以被氧化成苯六甲酸，[16]后者的铝盐存在于稀有矿物蜜蠟石中。[17] 六甲基苯也是有机金属化合物中的一种配體。[18]其中一个例子是随着钌原子氧化态变化而改变结构的有机钌化合物，[19][20]而这个变化不存在于对应的有机铁化合物中。[19]

2016年，《应用化学》[21]報告了六甲基苯双阳离子（英语：dication）的晶體結構。顯示出的結構為金字塔形，其中一個碳原子與其他六个碳原子具有鍵合相互作用。[22][23]这个结构是“空前未見的”，[21]因为碳通常的最高化合价是四，而这也吸引了《新科学人》、[22]《化学化工新闻》[23]和《科学新闻（英语：Science News）》等的注意。[24]这种结构並没有违反八隅体规则，因为这些碳-碳键不是两电子键。此結構在教學上可作為例子，说明碳原子“可以与四个以上的原子直接结合”。[24]斯蒂芬·巴哈拉赫（英语：Steven Bachrach）證明了六甲基苯双阳离子是超配位的，而不是超价分子，并解释了其芳香性。[25]此类物种中的键合可以從有机金属化学的视角描述，此想法在1975年提出，[26]緊隨C
6(CH
3)2+
6的發現。[27][28][29]

性质

六甲苯是一种芳香化合物，有六个π电子（符合休克尔规则）離域於整個環狀平面系统之上；六个环碳原子之中的每一个都是sp2 杂化並展現出平面三角形分子构型，而每一个甲基碳皆是sp3杂化並有著四面体形分子构型，与其经验结构的描述一致。[1]六甲苯是一种无色到白色，正交晶系的晶体，[30]熔点 165–166 °C，[5]沸点 268 °C，密度1.0630 g cm−3。[30]它不溶于水，但溶于有机溶剂，例如苯和乙醇。[30]

 
 
矿物蜜蠟石（左）是苯六甲酸（右）的水合铝盐

矿物蜜蠟石是苯六甲酸的铝盐的水合物，化学式 Al
2[C
6(CO
2)
6]•16H
2O。[17]苯六甲酸本身可以从矿物中提取，[31]随着還原反應而产生六甲苯。相反，六甲苯也可以被氧化成苯六甲酸：[16]

 

六甲苯和氯甲烷、三氯化铝的超级亲电混合物（Meδ⊕Cl---δ⊖AlCl3的来源）会产生七甲苯阳离子，是最早被直接观察到的碳正离子之一。

 

结构

在1927年，凯瑟琳·朗斯代尔（英语：Kathleen Lonsdale）利用克里斯托夫·英果尔德提供的六甲苯晶體測定其晶体结构。[3] 她將X射線繞射分析結果發表在《自然》期刊上[32]。朗斯代尔在《晶體與X射線》（Crystals and X-Rays）一書中描述了該項研究，[33]解釋指她意識到儘管六甲苯的单元格（英语：unit cell）是三斜晶系，但其繞射圖案具有偽六邊形對稱性，這使得結構的可能性受到限制，足以讓她通過試錯法來產生結構模型。[3]这项工作明确表明六甲苯是平面分子构型的，並且環内不同的碳-碳键距离皆為相同，[2]为理解芳香性的性质提供重要证据。

制备

1880年，约瑟夫·阿希耶·勒贝勒（英语：Joseph Achille Le Bel）和威廉·H·葛林报告了[34]一個被形容為“不平凡”的，由氯化锌催化的一鍋合成法，過程中從甲醇合成了六甲苯。[35]在催化剂的熔点下 (283 °C)，反应的吉布斯能 (ΔG) 为 −1090 kJ mol−1，反应如下：[35]

15 CH
3OH   →   C
6(CH
3)
6   +   3 CH
4   +   15 H
2O

勒贝勒和葛林提出了理論以解釋這個過程，內容涉及由甲醇脱水而成的亚甲基单元的芳香化（英语：aromatisation），從而生成苯環，接著在原位用氯甲烷進行完全的傅-克甲基化。[35]反应主要产生饱和烃的混合物，六甲苯为次要产物。[36]六甲苯也是对二甲苯傅-克烷基化成均四甲苯的副产物，而通过烷基化均四甲苯或五甲苯产生的六甲苯皆有著可觀產率。[37]

六甲苯通常在高温气相中通过固体催化剂下制备。早期制备六甲苯的方法包括使丙酮和甲醇蒸气的混合物在400 °C的氧化铝催化剂下反应。[38]苯酚和甲醇在 410–440 °C 的乾燥二氧化碳氣體中也会产生六甲苯，[4]尽管它是作为苯甲醚（甲氧基苯）、甲酚（甲基苯酚）和其他甲基化苯酚的複雜混合物的一部分而被生成。[11]在《有機合成》收錄的制備方法中，甲醇和苯酚則在 530 °C的氧化铝催化剂下反应，產率約為66%，[5]而在其他不同條件下進行的合成方法也有被報道。[6]

 

這種表面介導反應的機制已被妥善地研究，研究的過程中着眼於如何更好地控制反應结果，[8][39]特别是在尋找具有選擇性和受控的鄰位甲基化反應。[9][10][40][41]苯甲醚[11]和五甲苯[6]皆被報告為此過程的反應中間體。华伦汀·科普秋格（英语：Valentin Koptyug）和同事发现，六甲基环己二烯酮的异构体（2,3,4,4,5,6- 和 2,3,4,5,6,6-）亦是反應中的中間體，经過重排反應而形成六甲苯。[7][12]

2-丁炔三聚也可以生成六甲苯。[15]此反应可被三苯基三(四氢呋喃)铬[13]或四氯化钛與三异丁基铝的配合物催化。[14]

 

用处

六甲苯可用作3He-NMR 光谱测试（英语：Helium-3 nuclear magnetic resonance）的溶剂。[42]

反应

它會和苦基氯反應形成 1:1 加合物。[43]

它亦會被三氟过氧乙酸或过氧化氢氧化，产生 2,3,4,5,6,6-六甲基-2,4-环己二烯酮：[44][7][12]

 

就像苯本身一样，六甲苯中富含电子的芳香系统使其能在有机金属化学中充当配體。[18] 甲基是推电子基（英语：Electron donating group），使得相对于苯，它将中心环的碱性提高六到七个数量级。[45]有各种金属中心的这些配合物已被报告，包括钴、[46]铬、[13]铁、[19]铼、[47]铑、[46]钌[20]和钛。[14]钴和铑和六甲苯化学式 [M(C
6(CH
3)
6)
2]n+ (M = Co, Fe, Rh, Ru; n = 1, 2) 的夹心配合物阳离子，其中金属中心和两个芳烃的π电子结合，并且可以通过配体交换从适当的金属盐轻松合成，例如：[46]

CoBr
2   +   2 AlBr
3   →   [Co(C
6(CH
3)
6)
2]2+
   +   2 AlBr−
4

这些配合物可以参与氧化还原反应。铑和钴配合物的双阳离子（英语：dication）可以用合适的活性金属（钴配合物用铝还原，铑配合物用锌还原）进行单电子还原，描述钴配合物的反应方程式如下：[46]

3 [Co(C
6(CH
3)
6)
2]2+
   +   Al   →   3 [Co(C
6(CH
3)
6)
2]+
   +   Al3+
 
[Ru(C6(CH3)6)2]n+ 的结构变化[20]
左：n = 2, [RuII(η6-C6(CH3)6)2]2+
右：n = 0, [Ru0(η4-C6(CH3)6)(η6-C6(CH3)6)]
为清楚起见省略了甲基。与碳-钌键合相关的电子对是红色的

在有机钌化学中，双阳离子和电中性物种在乙腈中的还原电位为 −1.02 V，[19]并且伴随着结构的变化。[20][48]随着钌中心氧化态的变化，其中一个六甲苯配体的哈普托数会变化。[Ru(η6-C6(CH3)6)2]2+ 会还原成 [Ru(η4-C6(CH3)6)(η6-C6(CH3)6)]，[20]它的结构变化是用来遵守18电子规则，增强稳定性。

类似的铁(II)配合物的单电子还原可逆（在乙醇水溶液中为−0.48 V），但双电子还原（−1.46 V）不可逆，[19]表明它的结构变化不同于在钌配合物中发现的结构变化。

双阳离子

主条目：金字塔型碳阳离子（英语：Pyramidal carbocation）
 
化学式 C
6(CH
3)2+
6的金字塔型碳阳离子（英语：Pyramidal carbocation）

C
6(CH
3)
6H+
在1960年代对六甲基杜瓦苯的调查中首次报道，[49]基于核磁共振的证据提出了金字塔结构，[50]随后得到无序的[21]晶体结构数据的支持。[51]1970年代初期，由赫普克·霍赫芬领导的理论工作预测了金字塔形的双阳离子 C
6(CH
3)2+
6的存在，并且该意见很快得到了实验证据的支持。[27][28][29]对苯在极低温度（低于 4K）下的双电子氧化的光谱学研究表明，形成六边形的双阳离子，然后迅速重新排列成金字塔结构：[52]

 
 
C
6(CH
3)2+
6有五角锥结构

一般預料六甲苯的雙電子氧化會令其重排為金字塔型碳陽離子（英语：Pyramidal carbocation），但以此方法試圖批量合成的嘗試皆沒有成功。[21]然而，在2016年霍赫芬的方法受到了改進，連帶得出了[C
6(CH
3)
6][SbF
6]
2•HSO
3F的高質素晶體結構。它的锥高为 1.18 埃格斯特朗，五个甲基都略高于底面，[21]形成反转的四面体构型。它的制备方法是六甲基杜瓦苯的环氧化物和魔酸反应，离去氧离子 (O2−
)，形成双阳离子：[21]

 

儘管先前的間接光谱證據和理論計算均已表明它們的存在，但對於‘帶有一個僅與其他碳原子結合的六配位碳’的特殊化學物種所做的分離和結構測定仍是前所未有的，[21]并吸引了《化学化工新闻》、[23]《新科学人》、[22]《科学新闻（英语：Science News）》[24]和ZME Science评论。[53]碳的化合价为四，而该例角锥顶点上的那个碳原子和六个原子键合，并不寻常。[23]该分子是芳香性的，在金字塔的底部与其顶点之间的五个键中总共只有六个电子，可以避免违反八隅体规则。也就是说，金字塔的每个斜边只有部分键，而不是一个正常的共价键。尽管顶部的碳确实与六个原子键合，但它总共使用不超过八个电子。[26]

注意形成双阳离子金字塔斜边的弱键（在结构中显示为虚线），它的键级约为 0.54，因此总键级为 5 × 0.54 + 1 = 3.7 < 4，所以此物种不是超价分子，但它是超配位分子。[25]双阳离子中，有三種不同的碳-碳键，一則環上的鍵，具有芳香性；二則環到甲基的單鍵；三則斜边，是弱的部分键。其差異也反映在碳-碳键长中：环的碳-碳键长为 1.439–1.445 Å（最短），环到甲基的碳-碳键长为 1.479–1.489 Å（居中），而环到六配位碳的碳-碳键长为1.694–1.715 Å（最長）[21]。从有机金属化学的角度来看，该物种可以被视为 [(η5
–C
5(CH
3)
5)C(CH
3)]
。[26]此理解下，碳(IV)的中心 (C4+
)，與一个芳香性的 η5–环戊二烯阴离子（六个电子）和甲基阴离子（两个电子）鍵結，從而满足八隅体规则，类似于相关的气相有机锌化合物 [(η5
–C
5(CH
3)
5)Zn(CH
3)] ，其有同樣的配體键结到锌(II)中心(Zn2+
)，符合18电子规则。[54][55]

 
 
左图：C
6(CH
3)2+
6的结构，由斯蒂芬·巴哈拉赫（英语：Steven Bachrach）绘制[25]
右图：相关的有机金属化合物 [(η5
–C
5(CH
3)
5)Zn(CH
3)][54]

對其評論指出“虽然我们被教导碳只能有四个朋友，但碳其實可以與四个以上的原子相關聯，这一点非常重要”，評論並補充指“從我們一般認為碳-碳键是雙電子鍵的想法出發，碳原子並不會形成六個鍵。”[24]“這一切都是關於讓化學家為無奇不有而感到驚訝的挑戰和可能性。”[22]

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五月 12, 2023
六甲苯, 是一种碳氢化合物, 化学式, c12h18, 结构式, 它是由苯的六个氢原子都被甲基取代而生的化合物, 1929年, 凯瑟琳, 朗斯代尔, 英语, kathleen, lonsdale, 报告了的晶体结构, 证明苯环是平面六边形的, 从而结束了关于苯的结构的持续争论, 无论是对于x射线晶体学抑或研究芳香性的領域, 這皆是一個具有歷史意義的成果, iupac名hexamethylbenzene别名, 六甲基苯六甲基苯识别cas号, pubchem, 6908chemspider, 6642smiles, c. 六甲苯是一种碳氢化合物 化学式 C12H18 结构式 C6 CH3 6 它是由苯的六个氢原子都被甲基取代而生的化合物 1929年 凯瑟琳 朗斯代尔 英语 Kathleen Lonsdale 报告了六甲苯的晶体结构 证明苯环是平面六边形的 1 从而结束了关于苯的结构的持续争论 无论是对于X射线晶体学抑或研究芳香性的領域 這皆是一個具有歷史意義的成果 2 3 六甲苯IUPAC名Hexamethylbenzene别名 1 2 3 4 5 6 六甲基苯六甲基苯识别CAS号 87 85 4 PubChem 6908ChemSpider 6642SMILES c1 c c c c c1C C C C C CInChI 1 C12H18 c1 7 8 2 10 4 12 6 11 5 9 7 3 h1 6H3InChIKey YUWFEBAXEOLKSG UHFFFAOYAFChEBI 39001性质化学式 C12H18摩尔质量 162 27 g mol 1外观 白色晶体密度 1 0630 g cm 3熔点 164 9 166 3 C 438 439 K 沸点 265 2 C 538 K 溶解性 水 不溶溶解性 乙酸 丙酮 苯 氯仿 乙醚和乙醇若非注明 所有数据均出自标准状态 25 100 kPa 下 六甲苯可以通过苯酚与甲醇在高温和合适的固体催化剂 如氧化铝 下反应而生成 4 5 6 这个反应的反应机理已被广泛研究 7 8 9 10 過程中含有几种反应中间体的存在 6 11 12 在合适的催化剂存在下 13 14 二甲基乙炔的炔烃三聚 英语 Alkyne trimerisation 也可生成六甲基苯 15 六甲基苯可以被氧化成苯六甲酸 16 后者的铝盐存在于稀有矿物蜜蠟石中 17 六甲基苯也是有机金属化合物中的一种配體 18 其中一个例子是随着钌原子氧化态变化而改变结构的有机钌化合物 19 20 而这个变化不存在于对应的有机铁化合物中 19 2016年 应用化学 21 報告了六甲基苯双阳离子 英语 dication 的晶體結構 顯示出的結構為金字塔形 其中一個碳原子與其他六个碳原子具有鍵合相互作用 22 23 这个结构是 空前未見的 21 因为碳通常的最高化合价是四 而这也吸引了 新科学人 22 化学化工新闻 23 和 科学新闻 英语 Science News 等的注意 24 这种结构並没有违反八隅体规则 因为这些碳 碳键不是两电子键 此結構在教學上可作為例子 说明碳原子 可以与四个以上的原子直接结合 24 斯蒂芬 巴哈拉赫 英语 Steven Bachrach 證明了六甲基苯双阳离子是超配位的 而不是超价分子 并解释了其芳香性 25 此类物种中的键合可以從有机金属化学的视角描述 此想法在1975年提出 26 緊隨C6 CH3 2 6 的發現 27 28 29 目录 1 性质 1 1 结构 2 制备 3 用处 4 反应 4 1 双阳离子 5 参考资料性质 编辑六甲苯是一种芳香化合物 有六个p电子 符合休克尔规则 離域於整個環狀平面系统之上 六个环碳原子之中的每一个都是sp2 杂化並展現出平面三角形分子构型 而每一个甲基碳皆是sp3杂化並有著四面体形分子构型 与其经验结构的描述一致 1 六甲苯是一种无色到白色 正交晶系的晶体 30 熔点 165 166 C 5 沸点 268 C 密度1 0630 g cm 3 30 它不溶于水 但溶于有机溶剂 例如苯和乙醇 30 矿物蜜蠟石 左 是苯六甲酸 右 的水合铝盐 矿物蜜蠟石是苯六甲酸的铝盐的水合物 化学式 Al2 C6 CO2 6 16H2 O 17 苯六甲酸本身可以从矿物中提取 31 随着還原反應而产生六甲苯 相反 六甲苯也可以被氧化成苯六甲酸 16 六甲苯和氯甲烷 三氯化铝的超级亲电混合物 Med Cl d AlCl3的来源 会产生七甲苯阳离子 是最早被直接观察到的碳正离子之一 结构 编辑 在1927年 凯瑟琳 朗斯代尔 英语 Kathleen Lonsdale 利用克里斯托夫 英果尔德提供的六甲苯晶體測定其晶体结构 3 她將X射線繞射分析結果發表在 自然 期刊上 32 朗斯代尔在 晶體與X射線 Crystals and X Rays 一書中描述了該項研究 33 解釋指她意識到儘管六甲苯的单元格 英语 unit cell 是三斜晶系 但其繞射圖案具有偽六邊形對稱性 這使得結構的可能性受到限制 足以讓她通過試錯法來產生結構模型 3 这项工作明确表明六甲苯是平面分子构型的 並且環内不同的碳 碳键距离皆為相同 2 为理解芳香性的性质提供重要证据 制备 编辑1880年 约瑟夫 阿希耶 勒贝勒 英语 Joseph Achille Le Bel 和威廉 H 葛林报告了 34 一個被形容為 不平凡 的 由氯化锌催化的一鍋合成法 過程中從甲醇合成了六甲苯 35 在催化剂的熔点下 283 C 反应的吉布斯能 DG 为 1090 kJ mol 1 反应如下 35 15 CH3 OH C6 CH3 6 3 CH4 15 H2 O勒贝勒和葛林提出了理論以解釋這個過程 內容涉及由甲醇脱水而成的亚甲基单元的芳香化 英语 aromatisation 從而生成苯環 接著在原位用氯甲烷進行完全的傅 克甲基化 35 反应主要产生饱和烃的混合物 六甲苯为次要产物 36 六甲苯也是对二甲苯傅 克烷基化成均四甲苯的副产物 而通过烷基化均四甲苯或五甲苯产生的六甲苯皆有著可觀產率 37 六甲苯通常在高温气相中通过固体催化剂下制备 早期制备六甲苯的方法包括使丙酮和甲醇蒸气的混合物在400 C的氧化铝催化剂下反应 38 苯酚和甲醇在 410 440 C 的乾燥二氧化碳氣體中也会产生六甲苯 4 尽管它是作为苯甲醚 甲氧基苯 甲酚 甲基苯酚 和其他甲基化苯酚的複雜混合物的一部分而被生成 11 在 有機合成 收錄的制備方法中 甲醇和苯酚則在 530 C的氧化铝催化剂下反应 產率約為66 5 而在其他不同條件下進行的合成方法也有被報道 6 這種表面介導反應的機制已被妥善地研究 研究的過程中着眼於如何更好地控制反應结果 8 39 特别是在尋找具有選擇性和受控的鄰位甲基化反應 9 10 40 41 苯甲醚 11 和五甲苯 6 皆被報告為此過程的反應中間體 华伦汀 科普秋格 英语 Valentin Koptyug 和同事发现 六甲基环己二烯酮的异构体 2 3 4 4 5 6 和 2 3 4 5 6 6 亦是反應中的中間體 经過重排反應而形成六甲苯 7 12 2 丁炔三聚也可以生成六甲苯 15 此反应可被三苯基三 四氢呋喃 铬 13 或四氯化钛與三异丁基铝的配合物催化 14 用处 编辑六甲苯可用作3He NMR 光谱测试 英语 Helium 3 nuclear magnetic resonance 的溶剂 42 反应 编辑它會和苦基氯反應形成 1 1 加合物 43 它亦會被三氟过氧乙酸或过氧化氢氧化 产生 2 3 4 5 6 6 六甲基 2 4 环己二烯酮 44 7 12 就像苯本身一样 六甲苯中富含电子的芳香系统使其能在有机金属化学中充当配體 18 甲基是推电子基 英语 Electron donating group 使得相对于苯 它将中心环的碱性提高六到七个数量级 45 有各种金属中心的这些配合物已被报告 包括钴 46 铬 13 铁 19 铼 47 铑 46 钌 20 和钛 14 钴和铑和六甲苯化学式 M C6 CH3 6 2 n M Co Fe Rh Ru n 1 2 的夹心配合物阳离子 其中金属中心和两个芳烃的p电子结合 并且可以通过配体交换从适当的金属盐轻松合成 例如 46 CoBr2 2 AlBr3 Co C6 CH3 6 2 2 2 AlBr 4这些配合物可以参与氧化还原反应 铑和钴配合物的双阳离子 英语 dication 可以用合适的活性金属 钴配合物用铝还原 铑配合物用锌还原 进行单电子还原 描述钴配合物的反应方程式如下 46 3 Co C6 CH3 6 2 2 Al 3 Co C6 CH3 6 2 Al3 Ru C6 CH3 6 2 n 的结构变化 20 左 n 2 RuII h6 C6 CH3 6 2 2 右 n 0 Ru0 h4 C6 CH3 6 h6 C6 CH3 6 为清楚起见省略了甲基 与碳 钌键合相关的电子对是红色的 在有机钌化学中 双阳离子和电中性物种在乙腈中的还原电位为 1 02 V 19 并且伴随着结构的变化 20 48 随着钌中心氧化态的变化 其中一个六甲苯配体的哈普托数会变化 Ru h6 C6 CH3 6 2 2 会还原成 Ru h4 C6 CH3 6 h6 C6 CH3 6 20 它的结构变化是用来遵守18电子规则 增强稳定性 类似的铁 II 配合物的单电子还原可逆 在乙醇水溶液中为 0 48 V 但双电子还原 1 46 V 不可逆 19 表明它的结构变化不同于在钌配合物中发现的结构变化 双阳离子 编辑 主条目 金字塔型碳阳离子 英语 Pyramidal carbocation 化学式 C6 CH3 2 6 的金字塔型碳阳离子 英语 Pyramidal carbocation C6 CH3 6 H 在1960年代对六甲基杜瓦苯的调查中首次报道 49 基于核磁共振的证据提出了金字塔结构 50 随后得到无序的 21 晶体结构数据的支持 51 1970年代初期 由赫普克 霍赫芬领导的理论工作预测了金字塔形的双阳离子 C6 CH3 2 6 的存在 并且该意见很快得到了实验证据的支持 27 28 29 对苯在极低温度 低于 4K 下的双电子氧化的光谱学研究表明 形成六边形的双阳离子 然后迅速重新排列成金字塔结构 52 C6 CH3 2 6 有五角锥结构 一般預料六甲苯的雙電子氧化會令其重排為金字塔型碳陽離子 英语 Pyramidal carbocation 但以此方法試圖批量合成的嘗試皆沒有成功 21 然而 在2016年霍赫芬的方法受到了改進 連帶得出了 C6 CH3 6 SbF6 2 HSO3 F 的高質素晶體結構 它的锥高为 1 18 埃格斯特朗 五个甲基都略高于底面 21 形成反转的四面体构型 它的制备方法是六甲基杜瓦苯的环氧化物和魔酸反应 离去氧离子 O2 形成双阳离子 21 儘管先前的間接光谱證據和理論計算均已表明它們的存在 但對於 帶有一個僅與其他碳原子結合的六配位碳 的特殊化學物種所做的分離和結構測定仍是前所未有的 21 并吸引了 化学化工新闻 23 新科学人 22 科学新闻 英语 Science News 24 和ZME Science评论 53 碳的化合价为四 而该例角锥顶点上的那个碳原子和六个原子键合 并不寻常 23 该分子是芳香性的 在金字塔的底部与其顶点之间的五个键中总共只有六个电子 可以避免违反八隅体规则 也就是说 金字塔的每个斜边只有部分键 而不是一个正常的共价键 尽管顶部的碳确实与六个原子键合 但它总共使用不超过八个电子 26 注意形成双阳离子金字塔斜边的弱键 在结构中显示为虚线 它的键级约为 0 54 因此总键级为 5 0 54 1 3 7 lt 4 所以此物种不是超价分子 但它是超配位分子 25 双阳离子中 有三種不同的碳 碳键 一則環上的鍵 具有芳香性 二則環到甲基的單鍵 三則斜边 是弱的部分键 其差異也反映在碳 碳键长中 环的碳 碳键长为 1 439 1 445 A 最短 环到甲基的碳 碳键长为 1 479 1 489 A 居中 而环到六配位碳的碳 碳键长为1 694 1 715 A 最長 21 从有机金属化学的角度来看 该物种可以被视为 h5 C5 CH3 5 C CH3 26 此理解下 碳 IV 的中心 C4 與一个芳香性的 h5 环戊二烯阴离子 六个电子 和甲基阴离子 两个电子 鍵結 從而满足八隅体规则 类似于相关的气相有机锌化合物 h5 C5 CH3 5 Zn CH3 其有同樣的配體键结到锌 II 中心 Zn2 符合18电子规则 54 55 左图 C6 CH3 2 6 的结构 由斯蒂芬 巴哈拉赫 英语 Steven Bachrach 绘制 25 右图 相关的有机金属化合物 h5 C5 CH3 5 Zn CH3 54 對其評論指出 虽然我们被教导碳只能有四个朋友 但碳其實可以與四个以上的原子相關聯 这一点非常重要 評論並補充指 從我們一般認為碳 碳键是雙電子鍵的想法出發 碳原子並不會形成六個鍵 24 這一切都是關於讓化學家為無奇不有而感到驚訝的挑戰和可能性 22 参考资料 编辑 1 0 1 1 Lonsdale Kathleen The Structure of the Benzene Ring in Hexamethylbenzene Proc R Soc A 1929 123 792 494 515 doi 10 1098 rspa 1929 0081 2 0 2 1 Lydon John A Welcome to Leeds PDF Newsletter of the History of Physcis Group January 2006 19 8 11 2021 08 29 原始内容存档 PDF 于2017 01 09 3 0 3 1 3 2 Lydon John Letters PDF Newsletter of the History of Physcis Group July 2006 20 34 35 2021 08 29 原始内容存档 PDF 于2015 09 06 4 0 4 1 Briner E Pluss W Paillard H Recherches sur la deshydration 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