富勒烯C60-多芳胺类衍生物选择性加成反应的研究

多芳胺是良好的电子给体,富勒烯C60作为电子受体的光诱导分子内和分子间电荷转移现象[1,2]引起人们普遍关注,尤其是设计合成长寿命电荷分离态的富勒烯C60-多芳胺基类衍生物研究[3,4]是热点课题之一.由于聚吡咯/聚芳胺的氧化还原电位较低[5],我们设想包含吡咯/芳胺给体的富勒烯C60衍生物能延长电荷分离态的寿命.本文用1,3-偶极环加成反应[6]对富勒烯C60与多芳胺化合物的选择性加成反应进行了研究,在不同条件下得到了单加成产物和三加成产物,用FAB-MS,UV-vis,IR,1H NMR,13C NMR,HPLC等方法确定了其分子结构.并且利用半经验AM1量子化学方法在理论上研究了它们的优化构型(如图1)、电子结构,结果表明,富勒烯C60-多芳胺基类衍生物的前沿轨道主要由富勒烯C60部分决定,富勒烯C60母体与功能化基团三苯胺基之间存在较强的分子内电荷转移,这为富勒烯C60衍生物作为光电分子器件材料的应用提供了理论和实验依据.     

C120异构富勒烯分子的AM1半经验量子化学研究

以哑铃状2C60聚合体、花生壳状2C60聚合体以及C120富勒烯分子为研究对象,采用AM1半经验量子化学方法,计算了3种C120异构富勒烯分子的几何构型、电子结构、分子能量、疏水常数、极化率与偶极矩;然后,根据计算结果,分析对比了3种C120异构体分子的化学稳定性与物理化学特性.研究结果表明,3种C120分子的形成均为吸热反应,它们的稳定性排序为:C120富勒烯>花生壳状2C60>哑铃状2C60分子.     

密度泛函理论和从头算方法对富勒烯分子静电势的比较研究

分别在Hartree-Fock和密度泛函B3LYP理论下,用6-31G*基组研究了C60和C70分子的静电势,比较了这方法计算得到上述分子静电势值的大小,静电势图形和静电势差值曲线,分析了富勒烯的电子相关效应.     

中性富勒烯分子的直接电喷雾质谱分析

电喷雾电离是新近发展的一种质谱技术, 适用于分析在溶液中呈离子状态的物质, 具有无碎片的特点。本文根据富勒烯分子的电子亲和性能, 将富勒烯混合物的甲苯溶液直接进行电喷雾质谱分析, 检出了C60, C70, C76, C80, C82, C84, C86,C88, C90, C92, C94和C96等的负离子峰。并用萘钾作还原剂,将富勒烯混合物预先还原, 制得富勒烯负离子溶液后再作电喷雾质谱分析, 得到相同的结果。表明各类富勒烯分子在电喷雾过程中俘获电子的能力与被萘钾还原的能力相一致。     

异质富勒烯C58P2的理论研究

用ＭＮＤＯ半径能方法研究了异质富勒烯Ｃ５８Ｐ２各异构体的结构和相对稳定性。结果表明,１,４－位取代的异构体最稳定,异构体的稳定性随杂原子同距离的增加而降低。Ｃ５５８Ｐ２分子和稳定性比全碳富勒烯Ｃ６０低,但仍具有相当的稳定性,是潜在的合成目标。杂原子磷的掺杂改善了富勒烯的氧化还原性能。考察了各异构体的整体硬度和绝对电负性,产根据绝对电负性的差异预测了富勒烯和异质富勒烯间形成聚合物时的电子转移。     

非富勒烯电子受体多尺度分子聚集体

有机太阳能电池的光活性层由p型电子供体和n型电子受体构成.这些有机半导体分子的共轭结构和杂元素使其分子间存在强非共价键作用,易于自组装形成分子聚集体,展现出与单个分子截然不同的光电性能,更决定了太阳能电池光吸收、激子解离和电荷传输等光电转换过程.本文介绍了n型非富勒烯电子受体材料在分子及微纳尺度下的多级聚集体形态,包括强结晶性非富勒烯受体的堆叠、成核、结晶机制与抑制手段,以及弱有序非富勒烯受体无规聚集及有序性提升策略.最后,重点讨论了非富勒烯电子受体纤维化的研究进展及关键技术,并对未来高性能非富勒烯电子受体的结构设计和聚集调控进行了总结和展望.     

基于氢键组装的[60]富勒烯超分子体系

具有独特的结构和良好的性能的[60]富勒烯超分子体系在有机光电器件、超分子器件和催化等方面有着广阔的应用前景. 综述了基于氢键组装的[60]富勒烯超分子体系, 并对其发展前景作了展望.     

基于环糊精和富勒烯偶联体系的新型分子机器*

超分子化学是当前研究热点领域之一,利用超分子体系来模拟宏观过程,进而将宏观机器纳米尺寸化更是备受瞩目。环糊精与富勒烯各自具有非常优良的性质,而基于环糊精和富勒烯偶联体系的新型“加工型”分子机器,与传统的“运动型”分子机器不同,不是强调分子间与分子内的位置变化,而是强调对特定客体分子“识别-捕捉-加工-释放”的过程。这种新型的分子机器将为包括生物酶模拟、生物过程研究、光能固定等领域的研究提供新思路。本文综述了环糊精和富勒烯偶联体系的研究进展：首先介绍了不同种类的环糊精和富勒烯偶联体系的合成,包括合成思路、步骤方法及表征;然后叙述了此体系的应用领域,包括分子识别、DNA裂解、电子传输等方面;最后结合现阶段的研究状况,对其发展前景进行了展望。     

富勒烯二聚体的结构及电化学性质研究进展

富勒烯二聚体由于其独特的结构及优异的性质在国际上引起了持续而广泛的关注.目前已被合成分离出近百种二聚体化合物,包括单键相连的富勒烯二聚体、含有活性连接基团的二聚体、全碳富勒烯二聚体和不对称的富勒烯二聚体等.这些新的分子体系具有优异的光电性质,有望在人工光合成、新型光电子器件及超分子化学中得到重要应用.就近年来研究报道的富勒烯二聚体进行了归纳分类,介绍了其结构形式、电化学性质,并对未来的发展方向进行了展望.     

富勒烯合成化学研究进展

富勒烯是一类由12个五元环和若干六元环组成的笼状分子, 自20世纪80年代中期被发现以来就以其独特的结构和新奇的性质而成为科学界研究的热点, 25年来, 无论在基础研究还是在实际应用领域都有了长足的进步, 人们在发展富勒烯合成新方法和寻找富勒烯新结构方面做了大量的工作。本文对富勒烯的各种宏量合成方法进行了回顾, 并概述了迄今已发表的60余种富勒烯新结构,包括各种富勒烯空笼、内嵌富勒烯、富勒烯笼外修饰衍生物及氮杂富勒烯等结构。     

C~6~0, C~7~0的烷基化

本文利用低价稀土化物(S~mI~2或YbI~2)与C~6~0、C~7~0及卤代烃(烯丙基溴、氯苄)的混合溶液反应,制得烯丙基化、苄基化的富勒烯。发现与C~6~0相接的苄基数可以从1到14,验证了Krusic等人的结果。此外,还发现C~6~0可以进行烯丙基化,得到(CH~2=CHCH~2)~nC~6~0(n=1-10),C~7~0可以进行苄基化,C~7~0上至少可以接13个苄基,实验证明这类反应是对富勒烯进行烷基化的一种简便、有效的方法。     

纯C60/C70的热解吸电子电离质谱研究

用热解析电子电离方法来测C60/C70的质谱获得了较好的结果。纯C60/C70样品是按文献[5]方法制得的。将C60/C70样品直接送入离子源内, 瞬间快速升温, 使C60/C70样品在分解之前就得到充分挥发, 再用70eV的电子轰击C60, C70蒸气, 使之电离得到分析鉴定。实验结果表明, 热解析电子电离方法有快原子轰击(FAB)等方法比拟的优点, 它不仅简单快速, 而且谱图本底峰少, 分子结构信息多。     

富勒烯（C_(60)/C_(70)）与三苯基胺间的光诱导电子转移过程研究

用激光光解方法研究了富勒烯（C_(60)/C_(70)）与三苯基胺（TPA）间的光诱 导电子转移过程。在近红外区,观测到TPA阴离子自由基,富勒烯（C_(60)/C_(70) ）激发三线态和阴离子自由基。在苯腈溶液中,利用瞬态谱测定了电子从TPA转移 到富勒烯（C_(60)/C_(70)）激发三线态的量子转化产率（Φ_(et)）和电子转移常 数（k_(et)）。     

C60大量、快速分离和电喷雾电离质谱检测

本文用配合沉淀和活性炭吸附相结合的方法，从高级富勒烯含量较高的混合物中，大量、快速分离Ｃ６０，并用电喷雾电离质谱对分离产物进行检测     

碳笼氧化物的结构和谱学性质

碳笼氧化物对碳笼的官能团化研究具有重要意义，因而激起了人们广泛的研究兴趣。本文对碳笼氧化物C₆₀O_n、C₇₀O_n、C₇₆O_n、C₇₈O_n及C₈₀O_n的结构、电子光谱、红外光谱及核磁共振谱的研究进展进行综合评述。介绍了国内外近十几年来众多研究小组的工作，并结合作者本人在此方面的理论研究成果，进一步探索碳笼氧化物的结构特点以及光谱性质的规律性。在对C₆₀及C₇₀氧化物研究结果与实验符合的基础上，预测高碳笼氧化物的结构和光谱。     

一氯乙酸和三氯乙酸在富勒烯/DDAB膜修饰电极上的电催化

研究了由阳离子表面活性剂双十二烷基二甲基溴化铵分别和C60或C70在玻碳电极表面形成的膜在0．5mol／L KCl溶液中的电化学,发现在0～-1．0V范围内,有两对峰形较好的还原再氧化峰。实验结果表明,该修饰电极有较好的稳定性和重现性,对三氯乙酸和一氯乙酸的还原,表现出良好的电催化去卤化作用,说明修饰电极上的富勒烯是良好的电子传递媒介体。     

球状碳：C60及C70

本文简要介绍第三种形式的碳——C_(60)及C_(70)的发现过程、实验室制备、结构与光谱特征及形成球状Cn分子的一般原则;在最后部分,扼要提出了C_(60)的应用和研究前景。     

卤化富勒烯研究进展

自从C60被发现并能被大量制备以来,富勒烯化学已成为有机化学学科发展最快的领域之一。富勒烯通过多加成反应形成具有独特结构和性能的富勒烯卤化物和全氟烷基化物,为设计合成新型富勒烯基功能材料开辟了新方向。本文综述了近几年来在卤化富勒烯和全氟烷基化富勒烯的合成方法、结构及性能方面取得的最新进展,重点介绍了氟化富勒烯及其衍生化反应,并展望了该领域今后的发展趋势。     

C_(56)X_(10)(X=F,Cl,Br,I)的结构稳定性和电子性质

采用密度泛函理论(DFT)中的广义梯度近似(GGA)方法对C56X10(X=F,Cl,Br,I)的结构稳定性和电子性质进行了计算研究.结构稳定性计算表明:对于C56X10(X=F,Cl,Br,I),能隙、反应热、最大振动频率和最小振动频率都随着X原子序数的增加而减小,表明C56X10(X=F,Cl,Br,I)的稳定性随着X原子序数的增加而逐渐降低,其中C56F10最为稳定.前人在实验上已成功合成出C56Cl10,因此,我们推测C56F10有望在实验上成功合成.前线轨道计算发现,C56相邻的五边形公共顶点以及两个六边形-五边形-六边形公共顶点是笼子中化学活性最强的部位,有利于卤族元素的外部吸附.此外,计算结果还显示,C56X10(X=F,Cl,Br,I)的电负性随着X原子序数的增大而逐渐减弱,C—X基团的电负性因位置的不同而不同.     

Spectroscopic and thermodynamic study of charge transfer interactions of retinol palmitate with [60]- and [70]fullerenes by absorption spectrometric method

Retinol palmitate (1), which is commonly called "Vitamin A palmitate", has been shown to form charge transfer (CT) complexes with a series of electron acceptors including [60]- and [70]fullerenes, and from the trends in CT transition energies the vertical ionization potential of 1 has been estimated to be 7.73eV. Stoichiometries of the fullerene complexes have been shown to be 1(Vitamin 1): 1([70]fullerene) and 1(Vitamin 1): 2([60]fullerene). The enthalpies and entropies of formation of these two complexes have been determined by estimating the formation constants spectrophotometrically at five different temperatures. The complexation phenomenon may be utilised to dissolve the fullerenes in the non-toxic Vitamin A oil and the solution may be used for testing the biological activity of the fullerenes in vivo.