通过吸附过程研究取代基对融合吡咯远端Hammick N-杂环 germylene（RHNHGes）在NCBC上的影响的计算综述 17种杂富勒烯异构体，采用DFT方法

《Journal of Physical Organic Chemistry》：A Computational Review for Substituent Effect on the Fused Pyrrole Remote Hammick N‐Heterocyclic Germylenes (RHNHGes) via the Adsorption Process to NCBC 17 Heterofullerenic Isomers, at DFT

DFT研究 fused pyrrole远程NH-Ge杂环化合物取代基效应，揭示NH取代基使单重态最稳定（ΔEs-t=46.60 kcal/mol），Se取代基使单重态最不稳定（ΔEs-t=57.78 kcal/mol），单重态极化性1.78 D，极化率114.68 a.u，振动频率229.19 cm?1。电子效应通过诱导和共轭作用影响稳定性，异构体相互作用数据为设计新型杂环化合物提供理论支撑。

　　

Farnaz Behmagham|Hassan Valizadeh|Esmail Vessally|Rovnag Rzayev|Subbulakshmi Ganesan|Mayank Kundlas

伊朗米扬达阿布伊斯兰阿扎德大学化学系

摘要

本研究采用密度泛函理论（DFT）全面探讨了取代基对融合吡咯结构中Hammick型N-杂环锗烯（RHNHGes）的影响，重点关注其单重态和三重态以及与NCBC₁₇杂富勒烯异构体的相互作用。研究选取了一系列苯并吡啶-4-亚基衍生物（I_s和I_{t）及融合呋喃类似物（IIX‐s、IIX‐t，其中X=CH2、SiH2、GeH2、NH、PH、AsH、O、S和Se），评估了它们的热力学稳定性、电子性质及反应性指标。结果显示，NH取代基具有最强的稳定作用，而Se取代基的稳定效果最弱（单重态与三重态能量差ΔEs‐t分别为57.78 kcal/mol和46.60 kcal/mol），表明IINH和IISe分别是最稳定和最不稳定的物种。所有单重态RHNHGes均处于基态（GS），具有正的ΔEs‐t值、较高的带隙以及更好的热力学和动力学稳定性。此外，单重态IINH和IISe的极性分别为1.78和2.78 Debye，极化率分别为114.68和130.50 ?^-1，振动频率（υmin）分别为229.19和182.97 cm^-1。Nemirowski和Schreiner曾指出经典π-供体/σ-受体氨基取代基能同时稳定单重态NHCs并破坏其三重态结构，但本研究发现所有取代基均对RHNHGes的单重态和三重态具有稳定作用。这种稳定效应可通过取代基的电负性及涉及锗中心（GC）的π电子离域来解释，这种离域效应通过诱导效应或共振效应实现。详细分析表明，单重态RHNHGes相比三重态具有更高的电荷、更低的亲核性、更强的亲电性、更高的化学势以及更强的刚性。稳定性的变化取决于取代基在融合吡咯环中的电负性以及其与GC的4p轨道之间的π电子离域作用（无论是通过诱导效应还是共振效应）。与NCBC17杂富勒烯异构体的相互作用研究进一步阐明了取代基类型对RHNHGe稳定性和相互作用能量的影响。这些发现为新型二价锗烯类化合物的设计与稳定性提供了重要见解，对其在有机金属化学和材料化学中的应用具有潜在价值。}