宝塔烷电子结构与张力的ab initio研究

利用MNDO程序优化出宝塔烷(1)、宝塔烷双正离子(2)及宝塔二烯(3)的构型参数。从头算的电荷分布及分子轨道均表明:宝塔烷与其价键异构体宝塔二烯性质相近。双正离子(2)的中间四个碳原子则形成了一种与环丁烷双正离子类似的四中心双电子大π键。张力研究表明,宝塔烷的键张力要比不能稳定存在的小螺桨烷小得多,说明了宝塔烷骨架的刚性及稳定性。

宝塔烷

1987年Prinzbach报导了拓扑结构的宝塔烷的全合成,宝塔烷（1）之所以引起人们的广泛兴趣是因为它具有如下的结构特点:（i）它具有高度的对称性,属D2h点群;（ii）处于分子中心的环丁烷的四个碳原子皆为季碳原子,分子的张力主要来源于这一部分,因此其反应活性和价键状态颇为诱人;（iii）中心四员环的每个边皆为螺桨烷（propellane）结构的桥头间的碳-碳键（如A、B）;（iv）最耐人探究的是,宝塔烷（1）是正十二面体烷（dodecahedrane）（2）