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.     

[60]富勒烯衍生物的对称性、碳笼结构与C NMR谱

本文全面综述了多种[60]富勒烯衍生物的结构,阐述了(13)~C NMR谱在[60]富勒烯衍生物结构表征中的应用,重点讨论了不同对称性[60]富勒烯衍生物的(13)~C NMR谱图特征.通过[60]富勒烯部分(13)~C共振线的化学位移、数目和相对强度,可以确定[60]富勒烯衍生物的对称结构和加成方式.对于C_s、C_(2v)和C_(3v)对称性的[60]富勒烯衍生物,镜面上的碳原子的相对化学位移很大程度上取决于他们距加成位置的距离.因此,(13)~C NMR谱在碳笼具体结构的确定中具有不可替代的作用.     

[60]富勒烯衍生物的对称性、碳笼结构与13C NMR谱

本文全面综述了多种[60]富勒烯衍生物的结构,阐述了(13)~C NMR谱在[60]富勒烯衍生物结构表征中的应用,重点讨论了不同对称性[60]富勒烯衍生物的(13)~C NMR谱图特征.通过[60]富勒烯部分(13)~C共振线的化学位移、数目和相对强度,可以确定[60]富勒烯衍生物的对称结构和加成方式.对于C_s、C_(2v)和C_(3v)对称性的[60]富勒烯衍生物,镜面上的碳原子的相对化学位移很大程度上取决于他们距加成位置的距离.因此,(13)~C NMR谱在碳笼具体结构的确定中具有不可替代的作用.     

C60负离子化学的研究进展

中性的C60是很强的缺电子体,主要和亲核试剂进行化学反应.与之不同的是C60经还原生成负离子后,由缺电子变为富含电子,具有很强的亲核性质,可与亲电试剂进行反应.由于这种电子结构的变化,C60负离子进行的反应从机理至产物均有可能与中性富勒烯不同.从而丰富了富勒烯的反应方式和富勒烯产物的类型.结合我们的工作综述了C60负离子化学的研究进展,对丰富富勒烯化学、扩展富勒烯衍生物的种类及制备方法具有一定意义.     

CoC60(OH)的合成及氧化还原性能

富勒烯独特的电子及空间结构 ,使富勒烯及其衍生物具有特殊的物理化学性能[1 ,2 ] 。在富勒烯金属化合物方面 ,如碱金属原子可以与C60 键合成类“离子型”化合物而表现出十分良好的超导特性[3] 。过渡金属也能与富勒烯形成稳定的过渡金属富勒烯化合物[4] ,此类化合物可能具有与碱金属富勒烯化合物不同的性能 ,如Pd和C60 形成C60 Pdn后具有良好的催化性能[5] 。最近Chi等[6] 合成出稀土富勒烯化合物Sm3C70 ,并且认为Sm与C70 是以共价键的形式结合。研究的主要目的是通过研究富勒烯衍生物结构与性能之间的内在联系规律 ,以期在开发应用方…     

η^2—C60[RhCI（CO）（PPh3）2]配合物的合成与表征

从1985年Smalley等^[1]发现C60等富勒烯至1996年富勒烯的发现者获诺贝尔化学奖期间,在化学、材料、物理等领域形成了富勒烯的研究热潮^[2-5]。现在科学工作者正以较大的注意力投向富勒烯的化学修饰,研究富勒烯各类衍生物的结构与性能之间内在联系规律,以期望在开发应用方面取得突破性进展,为此也十分重视对具有特殊组成与结构的富勒烯衍生物的研究。本文首次合成出η^2-C60[RhCI(CO)(PPh3)2]配合物,并对其结构进行了表征。     

C60与叠氮化合物的单加成反应

本文从实验以及理论研究两方面介绍了C60与叠氧化合物的单加成反应。依照叠氮化合物的不同,C60与叠氮合物的单加成反应可分为烷基叠氮化物与C60的反应,酰基叠氧化物与C60的反应以及苯基叠氮化与C60的反应三类,而反应产物则为C60亚氨基[6,6]闭环衍生物和C60亚氨基[5,6]开环衍生物两类,不同类型的反应具有不同的反应机理,某些C60亚氨基[5,6]开环衍生物可以转化为C60亚氨基[6,6]闭环衍生物。本文还介绍了碳纳米管与叠氮化合物的加成反应。     

C60富勒醇、C70富勒醇的激光光解研究

在248 nm激光作用下,与通常富勒烯衍生物(如C60(C4H6O),C60(C3H7N),C60[C(COOEt)2]x)在溶液中光解常产生激发三重态不同,富勒烯水溶性衍生物C60(C70)富勒醇[C60(OH)n,C70(OH)m],能被248 nm激光单光子电离.以KI溶液为参照,在室温下(大约15℃)测出其水合电子的量子产额(Φe-)分别为0.08,0.11.通过激光光解与SO4ˉ的氧化,确定了C60富勒醇阳离子自由基或中性自由基的存在并且观察到C70富勒醇阳离子自由基的瞬态吸收峰.     

晶态Ca3C60与Ca5C60的能带结构研究

用三维EHMO晶体轨道程序分别对Ca3C60，Ca5C60进行了能带结构的计算．计算结果表明，Ca3C60没有导电性，能隙约为0．9eV；而在Ca5C60的能带结构中，费米面刚好穿过半满带，表明Ca5C60是导体；同时在费米面附近有较大的态密度值，表明Ca5C60与K3C60等类似，具有较高的超导转变温度．电荷分析表明，在这两种情况下，钙原子的4s电子基本上全转移到C60上，C60分子可形成一个稳定的带6到10个电子的负离子．     

η2-C60[RhCl(CO)(PPh3)2]配合物的合成与表征

从1985年Smalley等[1]发现C60等富勒烯至1996年富勒烯的发现者获诺贝尔化学奖期间, 在化学、 材料、 物理等领域形成了富勒烯的研究热潮[2～5]. 现在科学工作者正以较大的注意力投向富勒烯的化学修饰, 研究富勒烯各类衍生物的结构与性能之间内在联系规律, 以期望在开发应用方面取得突破性进展, 为此也十分重视对具有特殊组成与结构的富勒烯衍生物的研究. 本文首次合成出η2-C60[RhCl(CO)(PPh3)2]配合物, 并对其结构进行了表征.     

C60的六加成反应

以六加成反应为代表的C60的多加成反应已经成为富勒烯化学的一个重要组成 部分。综述了C60的六加成反应，包括具有不同对称性的各种C 60六加成产物的合 成和表征，以及六加成产物的基本性质和应用。     

Ring-opening reaction of cyclopropanated [60]fullerenes: unexpected transformation of methano[60]fullerenes having an electron-donating group on the methano-bridge carbon

A series of novel transformations of [60]fullerene derivatives were found, starting from methano[60]fullerenes with an electron-donating group on the methano-bridge carbon. Aminomethano[60]fullerenes, in situ generated by the treatment of their trifluoromethanesulfonic acid salts with a base, were readily converted into 1-acyl-1,2-dihydro[60]fullerenes via the ring opening of the cyclopropane moiety. The aldehyde/ketones thus obtained were easily hydrolyzed to give 1,2-dihydro[60]fullerene in the presence of hydroxide anions.     

合成FullereneC60的新方法

C60(Backminsterfullerene)是一种巨型分子组成的纯碳物质.1985年,H.W.Kroto等采用激光辐射蒸发石墨制备出稳定的C60原子簇,提出它是切角多面体的结构.1990年,R.Huffman等合成并分离出稳定的C60和C70簇合物,开辟了球化学的崭新领域。目前,本领域尝试研制一系列的衍生物,并用于轻型高效电池、电子计算机蕊片、燃料、太空火箭推进剂、超级润滑剂和癌症治疗等方面,开辟了C60的广泛的应用前景.     

C60 buckminsterfullerene high yields unraveled

Recently Irle, Morokuma, and collaborators have carried out a series of quantum chemical molecular dynamics simulations of carbon clustering. The results of these computer experiments are that carbon clusters of size greater than 60 atoms are rapidly formed, anneal to giant fullerenes, and then these fullerenes shrink. The simulation could not be carried to long enough times for the shrinking to reach C60, but they propose reasonably that this shrinking process ultimately forms buckminsterfullerene. However, these simulations do not reveal the force driving the shrinking process. Here, this driving force for shrinking is found to be reactions in which C2 is swapped between fullerenes. The key element is that for typical fullerenes the equilibrium constants for such C2 interchanges are near unity, resulting in expansion of the breadth of the fullerene distribution in an annealing process. When fullerenes of 60 or 70 atoms are populated by shrinking, they fall into the local energy minimum of buckminsterfullerene or D5h C70. This simple mechanism accounts for the high yields (>20%) of buckminsterfullerene that can be achieved in pure carbon systems.     

球笼烯（C_（60）／C_（70）载体钕系催化丁二烯聚合的研究

球笼烯（Ｃ_（６０）／Ｃ_（７０）载体钕系催化丁二烯聚合的研究赵春英，陈滇宝，仲崇祺，董文寰，徐玲，唐学明（青岛化工学院高分子材料系青岛２６６０４２）杨海滨，李明辉，邹广田（吉林大学超硬材料国家重点实验室长春１３００２３）关键词球碳载体钕系催化剂，聚丁...     

球笼烯（C_（60）／C_（70）载体钕系催化丁二烯聚合的研究

球笼烯（Ｃ_（６０）／Ｃ_（７０）载体钕系催化丁二烯聚合的研究赵春英，陈滇宝，仲崇祺，董文寰，徐玲，唐学明（青岛化工学院高分子材料系青岛２６６０４２）杨海滨，李明辉，邹广田（吉林大学超硬材料国家重点实验室长春１３００２３）关键词球碳载体钕系催化剂，聚丁...     

Molecular dynamics simulation study of the role of evenly spaced poly(ethylene oxide) tethers on the aggregation of C60 fullerenes in water

The aggregation behavior of C60 fullerenes and C60 fullerenes with six symmetrically tethered poly(ethylene oxide) oligomers [(PEO)-6-C60] in aqueous solutions has been studied using implicit solvent molecular dynamics simulations. Our simulations reveal that while the attraction between two (PEO)-6-C60 fullerenes in aqueous solution is stronger and longer range than that between two bare C60 fullerenes, the (PEO)-6-C60 fullerenes do not phase-separate in water but rather aggregate in chain-like clusters at concentrations where unmodified fullerenes completely phase-separate.     

Synthesis of C_(60) Nitroxide Derivatives

MagginiIfirstreportedthesynthesisoffulleropyrrolidinederivativesbyl,3dipolarcycloaddition,whichprovedtobeoneofthemosteffectivemethodtoobtainfullerenemonoadductderivatives.In1995,Corvaja'reportedthesynthesisofC,,derivativecovalentlylinkedwitha11itroxideradical2,2,6,6-tetramethylpiperidine-l-oxylbyl,3dipolarcycloadditionusingC,,,TOACandparaformaldehydeasthereactants.ThiscompoundisuniqueinthestudyoftheintramolecularinteractionofaradicalspecieswiththeC,.>core.Herewereportanothermethodtosynthes…     

含氮Ylide对C_(60)的1,3-偶极环加成反应法合成含吡咯环C_(60)衍生物

利用肌氨酸与对位含不同取代基的苯甲醛、共轭烯烃醛类及酮类反应生成的含氮Ylide对C60的加成反应，合成并分离、纯化制得了一系列含不同取代基的C60吡咯环纯衍生物，并用1HNMR、13CNMR、FDMS、FT－IR、UV－Vis等光谱手段确定了它们的分子结构．     

侧基上带有C60基团的聚苯乙烯的表征

用UV、FTIk、DSC、TG和DTA及GPC等方法证明了通过三步反应(氯甲基化,叠氮化,环加成反应)确实将C₆₀引入到聚苯乙烯的侧基上,C₆₀基本上以单取代的方式存在,并通过TG和DTA方法估算了C₆₀在聚苯乙烯C₆₀衍生物中的含量。