一次碰撞，两个杂原子：氮杂萘的气相制备

《ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION》：One Collision – Two Heteroatoms: Gas-Phase Preparation of Azasilabenzenes

硅氮杂环化合物的气相合成机制及结构特性研究。通过交叉分子束实验结合电子结构计算，揭示SiN自由基与1,3-丁二烯在单次碰撞下形成新型六元芳香环化合物（1-aza-2-silacyclohexa-3,5-dien-2-ylidene和1-aza-2-silabenzene）的机理，对比等价碳系统（CN自由基与丁二烯反应生成开链产物1-氰基丁二烯）的异同，阐明硅氮杂环的成键特性与稳定性关系。

　　

摘要

自然界在关键生物分子的合成过程中，长期以来更倾向于使用环状分子，尤其是杂环分子。与等价碳原子构成的化合物相比，含硅的碳氢化合物因其独特的化学键合方式和电子结构而受到越来越多的关注。然而，含硅杂环分子的合成仍然是一个重大挑战。在这项研究中，我们探讨了一类较少被研究的含硅和氮的芳香杂环化合物的反应机理，这类化合物中硅原子和氮原子位于一个芳香的六元环结构中：即氮杂苯（azasilabenzenes）。我们通过硅氮化物（SiN）自由基与1,3-丁二烯（C₄H₆）在单次碰撞条件下的反应实现了这一目标，该方法结合了交叉分子束实验、电子结构计算和统计分析。研究结果揭示了两种新型环状产物的形成：1-氮杂-2-硅环己-3,5-二烯-2-亚基（1-aza-2-silacyclohexa-3,5-dien-2-ylidene）和1-氮杂苯（1-aza-2-silabenzene）。有趣的是，这一反应与涉及氰基自由基（CN）和1,3-丁二烯（C₄H₆）的等价体系形成对比，后者主要通过简单的加成-消除反应生成非环状产物（1-氰基-1,3-丁二烯）。除了阐明反应路径外，这项研究还提供了关于产物中键合和原子相互作用性质的见解，有助于更深入地理解含硅-氮杂环化合物的结构-稳定性关系，以及等价性的反直觉概念。

图形摘要

氮杂苯：通过交叉分子束实验和电子结构计算，实现了含硅和氮的芳香杂环化合物的气相合成。图像展示了硅氮化物自由基与1,3-丁二烯在单次碰撞条件下的反应通量等高线图，生成了氮杂苯。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。