来自杜伦大学和约克大学的一个研究小组将分子扭曲到极限，以挑战对化学键的理解。科学家们研究了一个芳香环中的化学键在断裂之前能承受多大的扭曲。他们通过创造过度拥挤的芳香环来实现这一目标，利用托比伦而不是苯，托比伦在一个由七个碳原子组成的环上共享电子。

这些碳原子中的每一个都可以被功能化，在环中有七个连接点，而不是苯的六个碳原子，使研究人员能够在芳香环的边缘塞入更多的基团，造成更大的压力。研究人员发现，低水平的过度拥挤使环发生扭曲，但没有破坏其芳香族键。

7元环（左）在其外围变得如此拥挤，以至于它通过夹在中间（右）重新排列，分子在两种结构之间交替。资料来源：达勒姆大学

通过在环的边缘加入逐渐增大的基团，研究小组进一步扭曲了环，最终导致芳烃键的断裂。电子不再环绕七个碳原子，相反，环在其中间夹住，形成两个较小的平环。令人惊讶的是，研究人员发现有一个平衡点，环在芳香族结构和两个较小的环之间来回跳动。在这项研究中制造的一个分子90%的时间是捏合结构，10%的时间是一个较大的芳香环。

研究结果已发表在《自然-化学》杂志上。

约克大学的Paul McGonigal博士在思考该研究结果时说："在这些过度拥挤的分子中，应变和芳烃键是微妙的平衡。一种材料的结构、特性和潜在应用最终由这种平衡决定。对我们分子扭曲的精确控制是前所未有的。我们不仅能够将一个芳香族分子扭曲到它所能容忍的最大应变量，而且还能发现当我们超越这个极限时会发生什么。我们希望这项研究是朝着我们能够以可控的方式更常规地关闭和开启芳烃键的方向迈出的一步"。

项目首席调查员、杜伦大学的Promeet Saha说："芳香环的可逆捏合和重开确实很了不起。芳香键是一种强大的稳定力量，我们通常认为它是一种持续的存在。然而，我们的发现表明，它可以是令人惊讶的动态。"

芳香族分子中的化学键是药物和塑料等化学品的结构、稳定性和功能的关键。