Αντιαρωματικότητα

Αντιαρωματικότητα ή αντιαρωματικός χαρακτήρας (αγγλικά antiaromaticity) στη Χημεία είναι ένα σύνολο χαρακτηριστικών ιδιοτήτων επίπεδων κυκλικών ενώσεων με π συζυγιακό ηλεκτρονιακό σύστημα, που έχει υψηλότερη ενέργεια εξαιτίας της παρουσίας 4n π ηλεκτρονίων σε αυτό. Αντίθετα από τις αρωματικές ενώσεις, που ακολουθούν τον κανόνα Χούκελ (Hückel's rule) και έχουν (4n+2) π ηλεκτρόνια και γι' αυτό έχουν αυξημένη σταθερότητα, οι αντιαρωματικές ενώσεις είναι πολύ ασταθείς και πολύ δραστικές χημικά. Για να αποφύγουν την αστάθεια που προκαλεί η αντιαρωματικότητά τους, τα μόρια αντιαρωματικών ενώσεων έχουν την τάση να «προσπαθούν» να αλλάξουν σχήμα, να γίνουν μη επίπεδα, και με αυτό να διακόψουν κάποιες από τις π αλληλεπιδράσεις, που προκαλούν την αστάθεια. Σε αντιδιαστολή με το διαμαγνητικό δακτύλιο που υπάρχει στις αρωματικές ενώσεις, οι αντιαρωματικές ενώσεις έχουν παραμαγνητικό δακτύλιο, που μπορεί να παρατηρηθεί με τη χρήση φασματοσκοπίας NMR.
Παραδείγματα αντιαρωματικών ενώσεων αποτελούν το πενταλένιο (A), το διφαινυλένιο (B) και το κατιόν κυκλοπροπαδιενυλίου (C). Το πρωτότυπο παράδειγμα αντιαρωματικότητας, το κυκλοβουταδιένιο, αποτελεί αντικείμενο αμφισβήτησης, με ορισμένους επιστήμονες να διαφωνούν ως προς το ότι σε αυτό η αντιαρωματικότητά του να μην είναι, ίσως, ο κύριος παράγοντας που συνεισφέρει στην αστάθειά του.  Το κυκλοοκτατετραένιο, από την άλλη, είναι παράδειγμα ένωσης που δεν υιοθετεί επίπεδη δομή για να αποφύγει την αποσταθεροποίηση από την αντιαρωματικότητά του. Αν ήταν επίπεδο, θα είχε ένα π ηλεκτρονιακό σύστημα 8 ηλεκτρονίων γύρω από το δακτύλιό του, αλλά αντί γι' αυτό υιοθετεί μια «διαμόρφωση λουτήρα», με 4 ανεξάρτητους π δεσμούς. Επειδή οι αντιαρωματικές ενώσεις είναι συχνά βραχύβιες και δύσχρηστες εργαστηριακά, η ενέργεια αντιαρωματικής αποσταθεροποίησης συχνά μελετάται με μοντελοποίηση με υπολογιστικές προσομοιώσεις αντί να ερευνάται πειραματικά.

Αντιαρωματικότητα και φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού

Ο παραμαγνητικός δακτύλιος στις αντιαρωματικές, που είναι αποτέλεσμα του απεντοπισμού των ηλεκτρονίων, μπορεί να παρατηρηθεί με φασματοσκοπία πηρηνικού μαγνητικού συντονισμού. Αυτό το ρεύμα δακτυλίου οδηγεί σε «αποπροστασία» (μετατόπιση προς τα κάτω) των πυρήνων στο εσωτερικό του δακτυλίου και σε «προστασία» (μετατόπιση προς τα πάνω) των πυρήνων έξω από το δακτύλιο. Το αννουλένιο-12 είναι ένας αντιαρωματικός υδρογονάνθρακας με μόριο που είναι αρκετά μεγάλο ώστε να διαθέτει πρωτόνια και μέσα και έξω από το δακτύλιό του. Η χημική μετατόπιση για τα πρωτόνια εντός του δακτυλίου είναι 5,91 ppm, ενω για εκείνα εκτός δακτυλίου είναι 7,86 ppm, σε σύγκριση με το κανονικό εύρος 4,5 - 6,5 ppm, που ισχύει για τα μη αρωματικά αλκένια. Αυτό το φαινόμενο είναι μικρότερης έκτασης σε σύγκριση με τις αντίστοιχες μετατοπίσεις στις αρωματικές ενώσεις.
Πολλές αρωματικές και αντιαρωματικές ενώσεις (για παράδειγμα το βενζόλιο και το κυκλοβουταδιένιο) έχουν πολύ μικρά μόρια για να έχουν πρωτόνια και μέσα και έξω από το δακτύλιο, οπότε τα φαινόμενα προστασίας και αποπροστασίας τους μπορεί να είναι περισσότερο χρήσιμα για τη διάγνωση που καθορίζει αν μια ένωση είναι αρωματική, αντιαρωματική ή μη αρωματική. Η ανάλυση ανεξάρτητης πυρηνικής χημικής μετατοπισης (Nucleus Independent Chemical Shift, NICS) είναι μέθοδος υπολογισμού προστασίας (ή αποπροστασίας) στο κέντρο ενός δακτυλιακού συστήματος, με σκοπό την πρόβλεψη της αρωματικότητας ή της αντιαρωματικότητας. Μια αρνητική τιμή NICS δείχνει αρωματικότητα και μια θετική τιμή της δείχνει αντιαρωματικότητα.