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Wir haben theoretisch den Stickstoffsubstitutionseffekt auf die molekulare Struktur und π-Elektronendeloralisierung in linearen stickstoffsubstituierten polycyclischen aromatischen Kohlenstoffen (N-PAHs) untersucht. Basierend auf den optimierten molekularen Strukturen und der durch das Magnetfeld induzierten Parameter von verknüpften bi- und tricyclischen linearen N-PAHs haben wir festgestellt, dass die lokale π-Elektronendeloralisierung der Subzyklen (z. B. mono- und bicyclische Bestandteilgruppierungen) in linearen N-PAHs erhalten bleibt, trotz Abweichungen von idealen Strukturen der Ausgangsmoleküle. Die Einführung eines verknüpften fünfgliedrigen Rings mit einem pyrrolartigen N-Atom (N-5MR) in linearen N-PAHs stört erheblich die π-elektronischen Bedingungen des benachbarten verknüpften sechsgliedrigen Rings (6MR). Monocyklisches Pyrrol weist erhebliche Alternationen der Bindungslängen auf, die die π-elektronischen Systeme sowohl des verknüpften N-5MR als auch des 6MR in linearen N-PAHs stark beeinflussen, abhängig von der Lage der gemeinsamen kovalenten Bindungen. Ein verknüpfter sechsgliedriger Ring mit einem graphitischen N-Atom in einer Indolizin-Gruppe kann keine monocyklische π-Elektronendeloralisierung erzeugen, sondern trägt stattdessen zur Bildung von polycyclischer π-Elektronendeloralisierung bei. Dies wird durch bifurkierte diatropische Ringströme belegt, die durch ein äußeres Magnetfeld induziert werden. Zusammenfassend ist die Erfüllung von Hückels 4n + 2 Regel für sowohl Mono- als auch Polyzyklen entscheidend für das Verständnis der gesamten π-Elektronendeloralisierung. Es ist wichtig, die einzigartigen Eigenschaften der drei Typen von substituierten N-Atomen und die räumliche Anordnung von 5MR und 6MR in N-PAHs zu berücksichtigen.
Lim et al. (Thu,) haben diese Frage untersucht.