强光 - 物质强耦合作为光子取代基：腔体诱导的电子与结构对硝基苯区域选择性的控制 开放获取

《Chemical Science》：Strong Light–Matter Coupling as a Photonic Substituent: Cavity-Induced Electronic and Structural Control of Regioselectivity in NitrobenzeneOpen Access

　　

光学微腔真空电磁场的强耦合已被提出作为控制基态化学反应活性的途径，从而实现“光子取代基效应”。近期的理论工作预测，腔体耦合可以逆转硝基苯亲电芳香取代反应中的固有区域选择性。在此，我们使用相关的\textit{从头算}腔量子电动力学重新审视了这一预测。\textcolor{black}{通过腔体受限的 QED-DFT 几何弛豫，随后进行 Wheland 中间体的 QED-CCSD(2,2) 计算，我们确认了显著的能量重排，并预测对位 - 间位稳定化作用超过此前基于无腔耦合情况下弛豫几何结构所报告的估计值的两倍。} QED-DMRG 分析表明，邻位稳定化效应源于腔体引起的共振结构重新加权，这加强了光子取代基效应的观点，即该效应对分子电子结构的影响与化学取代基相当。由 QED-DFT 解析梯度驱动的补充\textit{从头算}分子动力学模拟揭示，取向动力学可能强烈偏向于稳定\textit{邻位}和\textit{对位}中间体的构型，引入了一种动力学门控机制，可以将经典的\textit{间位}选择性转向\textit{邻位}或\textit{对位}亲电芳香取代产物。

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? 2026 作者。由皇家化学学会出版

2026

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