یک حلقه بیسموت 12 عضوی به بزرگترین مولکول معطر هوکل تبدیل شد که کاملا از اتمهای فلز ساخته شده است.¹ اگرچه فقط دو الکترون π وجود دارد ، جریان حلقوی ترکیب – یک نشانگر عطر – مشابه آن است پورفیری با 26 π الکترون خود.

از زمان کشف عطر و طعم در قرن نوزدهم ، این خاصیت بیشتر برای ترکیبات کربن با هترواتوم گاه به گاه اختصاص یافته است. در سال 2001 ، شیمی دانان اولین ترکیب معطر تمام فلزی ، یک حلقه چهار آلومینیومی را گزارش دادند.² در طول سال ها ، نمونه های بیشتری از خوشه های معطر π ظاهر شده اند ، اگرچه هیچ یک از آنها بیش از پنج اتم فلز ندارد.

وی می گوید: “اتصال ما سنگ بنای جدیدی است زیرا سیستم بسیار بزرگتر است.” استفانی دنن از دانشگاه ماربورگ آلمان. همراه با همکارش فلوریان ویجند، او تیمی را هدایت کرد که یک حلقه 12 بیسموت آنیونی توسط کاتیون توریم مرکزی تثبیت کرد. این بزرگترین مولکول تمام فلزی است که از نظر معطر خوشبو است قانون هوکل 4n + 2.

“اگرچه کمی کردن آن دشوار است ، اما عطر آن را” قابل توجه “می نامیم زیرا فقط دو مورد وجود دارد [π] الکترون ها مشغول ایجاد یک حلقه بزرگ هستند که قبلاً هرگز دیده نشده است. ” جریان حلقه دو برابر قوی تر از بنزن است و مشابه آنچه در ترکیب پورفیری ، 26 π-الکترون مشاهده می شود ، است.

برای مولکول غیر معمول فقط اندازه آن نیست ، بلکه مسطح نبودن آن است – بدیهی است که یکی از معیارهای رایحه هوکل را نقض می کند. دنن توضیح می دهد: “ما این استدلال را برای برنامه ریزی تفسیر كردیم و نه در جهت تقارن.” “این یک اتصال بسیار متقارن است ، و اگرچه حلقه صاف نیست – بیشتر شبیه یک دونات است که جریان حلقه در آن ظاهر می شود – بسیار شبیه آن است که در بنزن پیدا می کنید.”

این تیم با محاسبه جریان حلقه ای و جابجایی شیمیایی آن ، مستقل از هسته ، با استفاده از هر نوع روش محاسباتی در کتاب ، دقت زیادی در بررسی معطر بودن مولکول دارند. Weigend می گوید: “خوشبختانه ، مقدار آن همیشه کم و بیش یکسان بوده است – بنابراین ما در مورد جریان حلقه بزرگ بسیار مطمئن هستیم. دنن خاطرنشان می کند که دلیل این اهمیت بسیار زیاد این است که “مقالات زیادی در ادبیات وجود دارد که هر چیزی را که به نوعی نمی توان به عنوان معطر ترجمه کرد ، از جمله ویژگی معمول خوشه های فلزی دارای اوربیتال خوشه ای تعریف می کند.”

“من فکر می کنم که [with this molecule] عطر فلزی به عطر ماکروسایکل گسترش یافته است. ” میکل سولا که در زمینه تجزیه و معطر در دانشگاه جیرونا اسپانیا کار می کند. او می گوید ، خوشه نیز به طرز شگفت انگیزی پایدار است ، هم به صورت جامد و هم به عنوان راه حل وجود دارد. – اکثر [all-metal aromatics] شما نمی توانید در یک بطری داشته باشید بسیاری از آنها هرگز جدا نشده اند ، فقط در فاز گاز وجود داشته یا تنها با آرایه ای از لیگاندهای بزرگ می توانند تثبیت شوند.

دنن امیدوار است که این یافته ها الهام بخش “این باشد که هرگز نباید با چیزهایی که می دانید متوقف شوید”. ترکیبات غیرمعمولی مانند اینها می توانند به عنوان مدلهای مولکولی آلیاژهای فلز عمل کنند و حتی می توانند به عنوان کاتالیزور نیز مورد استفاده قرار گیرند. تیم ماربورگ اکنون در حال بررسی این موضوع است که آیا این خوشه واکنش پذیری مواد معطر مانند حساسیت به جایگزینی الکتروفیل را نشان می دهد یا خیر.