在硼烷和碳硼烷的发展过程中，形成了各种各样的电子规则，而最有名的是Wade-Mingos规则。通过简单的骨架电子对数目的计算，Wade-Mingos 规则（K. Wade, J. Chem. Soc. D, 1971, 792; D. M. P. Mingos, Nat.Phys. Sci., 1972, 99, 236; K. Wade, Adv. Inorg. Chem. Radiochem.,1976, 18, 1.）就可以快速、直接、准确地为缺电子团簇化合物即硼烷（包括衍生物）和碳硼烷（包括衍生物）的结构提供一个直接、有说服力的合理化解释。该规则目前已经拥有将近50年的历史，而且成为现代无机化学的重要组成部分，催生了碳硼烷在很多领域的研究和应用。

        碳硼烷化学在有机、有机金属和无机化学以及材料科学等领域吸引了众多优秀的研究人员，提供了新的取代基、配体、试剂、催化剂、热稳定聚合物、陶瓷材料和抗癌药物等。作为经典的n+1碳硼烷之一的六顶点叠碳硼烷(C2B4H6),具有最稳定的Wade-Mingos规则预测的闭式八面体结构。八面体的C2B4H6于1963年被首次合成（I. Shapiro, B. Keilin, R. E. Williams and C. D. Good, J. Am. Chem. Soc., 1963, 85, 3167），并引起了大量理论和实验的研究，应用于药物，有机试剂，纳米材料等。 虽然八面体的六顶点叠碳硼烷作为碳硼烷的中心家族和含13族化合物的拓扑模型，但是勇敢的科学家们也曾挑战过寻找违反Wade-Mingos规则的具有经典三配位硼原子的非闭式结构，但是这种违反规则的例子仍然是零散的（T. Onak, M. Diaz and M. Barfield, J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 1403；R. N. Camp, D. S. Marynick, G. D. Graham and W. N. Lipscomb, J. Am. Chem. Soc., 1978, 100, 6781; M. J. S. Dewar and M. L. McKee, J. Am. Chem. Soc., 1977, 99, 5231.），其低能结构没有得到可靠结构搜索的确定。有文献表明，电负性大的        取代基可以对Wade-Mingos规则预测的碳硼烷的结构带来显著的几何或能量变化。但是，由于缺乏可靠的结构搜索技术，在取代情况下究竟是哪一种低能结构打破了Wade-Mingos规则，一直还不清楚。

        最近，丁益宏教授课题组针对六顶点全取代二碳硼烷（C2B4R6），首次采用了本组建议的“down-top”双势能面的方法，对9种具有不同取代基的C2B4R6的低能结构进行了搜索，首次预测了2种新的非闭式的全局极小结构，即R=SH时，基态是意想不到的三角双锥结构；而R=Cl，NH2, OH 和F时，基态是从未报道的蝴蝶型结构。但是长期以来所期望的盆苯结构，在9种取代基的情况下，都不是全局极小结构。该发现为碳硼烷化学的研究提供了一个新的窗口，而且为碳硼烷新型结构的实验研究提供了更丰富的理论依据。另外，关于取代碳硼烷基的系统研究对于实验合成具有很重要的理论指导价值，而且也能够有效地检验Wade-Mingos规则在取代的碳硼烷体系里的适用性。

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Cite this: Y. Y. Xue and Y. H. Ding, Chem. Commun., 2019, 55, 6373-6376; DOI: 10.1039/c9cc02557j.

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