SD芳香性指数：一种基于Ramsey自旋偶极贡献对NMR自旋-自旋耦合常数进行芳香性评估的新方法

自旋-二极矩芳香性指数（SDAI）基于核磁共振耦合常数量化芳香性，密度泛函理论计算显示芳香分子SDAI值均匀且接近苯，非芳香和反芳香分子分布不规则，与HOMA、PDI、FLU等电子指标趋势一致，验证其π电子离域化关联性。

　　

芳香性仍然是化学中最基本 yet 最难以捉摸的概念之一，因为没有单一的可观测现象可以直接量化它。在这项工作中，我们提出了自旋-偶极芳香性指数（SDAI），这是一种基于自旋-偶极（SD）对单键核磁共振（NMR）自旋-自旋耦合常数贡献的新描述符。除了提供一个额外的数值指标外，SDAI还通过由离域π电子介导的核自旋之间的磁相互作用，揭示了芳香性的直接物理表现。在密度泛函理论（DFT）的框架内，我们分析了一系列芳香性、非芳香性和反芳香性分子（包括杂环化合物、取代苯、呋喃和多环烃）中SD项的行为。计算结果表明，在芳香性系统中，单键耦合的自旋-偶极贡献（¹J^SD）显示出几乎均匀的值——接近苯的值——这反映了π系统的集体和均匀的自旋极化响应。相比之下，非芳香性和反芳香性化合物显示出不规则的¹J^SD模式，其键间变化较大，反映了π电子的局域化分布。因此，这种磁均匀性是芳香性的必要条件，但不是充分条件：只有当得到的¹J^SD值与苯的值相当时，才会出现真正的芳香特性。从SDAI得到的芳香性趋势与HOMA、PDI和FLU等电子和能量描述符给出的结果非常吻合。此外，在磁性和电子标准出现分歧的分子中，SDAI的结果与后者一致，这证实了它与由π电子离域性控制的描述符的一致性。因此，SDAI提供了一种基于物理原理且计算上可行的方法来量化芳香性。