來自杜倫大學和約克大學的一個研究小組將分子扭曲到極限，以挑戰對化學鍵的理解。科學家們研究了一個芳香環中的化學鍵在斷裂之前能承受多大的扭曲。他們通過創造過度擁擠的芳香環來實現這一目標，利用托比倫而不是苯，托比倫在一個由七個碳原子組成的環上共享電子。

這些碳原子中的每一個都可以被功能化，在環中有七個連接點，而不是苯的六個碳原子，使研究人員能夠在芳香環的邊緣塞入更多的基團，造成更大的壓力。研究人員發現，低水平的過度擁擠使環發生扭曲，但沒有破壞其芳香族鍵。

7元環（左）在其外圍變得如此擁擠，以至於它通過夾在中間（右）重新排列，分子在兩種結構之間交替。資料來源：達勒姆大學

通過在環的邊緣加入逐漸增大的基團，研究小組進一步扭曲了環，最終導致芳烴鍵的斷裂。電子不再環繞七個碳原子，相反，環在其中間夾住，形成兩個較小的平環。令人驚訝的是，研究人員發現有一個平衡點，環在芳香族結構和兩個較小的環之間來回跳動。在這項研究中製造的一個分子90%的時間是捏合結構，10%的時間是一個較大的芳香環。

研究結果已發表在《自然-化學》雜誌上。

約克大學的Paul McGonigal博士在思考該研究結果時說：”在這些過度擁擠的分子中，應變和芳烴鍵是微妙的平衡。一種材料的結構、特性和潛在應用最終由這種平衡決定。對我們分子扭曲的精確控制是前所未有的。我們不僅能夠將一個芳香族分子扭曲到它所能容忍的最大應變量，而且還能發現當我們超越這個極限時會發生什麼。我們希望這項研究是朝著我們能夠以可控的方式更常規地關閉和開啟芳烴鍵的方向邁出的一步”。

項目首席調查員、杜倫大學的Promeet Saha說：”芳香環的可逆捏合和重開確實很了不起。芳香鍵是一種強大的穩定力量，我們通常認為它是一種持續的存在。然而，我們的發現表明，它可以是令人驚訝的動態。”

芳香族分子中的化學鍵是藥物和塑料等化學品的結構、穩定性和功能的關鍵。