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1、富勒烯的性质,性能以及研究现状2009210309化院0906陈青英摘要:本文总结了近十几年的文献资料,对[5]富勒烯的化学修饰及其功能材料性能研究进行综述.关键词:富勒烯,化学修饰,功能材料,性能Abstract:Tlireekindsof[60]fullerene-coumarincompoundsweresynthesizedbyesterificationwiththecoumarinderivativesandcharacterizedby1HNMR,13CNMR,FT-IRandMS.Theirf
2、luorescenceintensitydrasticallyreducedowingtothecompetitionofexcitationlightandthefluorescencere-absorptionofthecoumarintofullcrcncRetro-cydoadditionreactionisoneofthemostimportantreactionsoffullerenederivatives.Manykindsoforganofullerenesarenotstableunderr
3、eductive,oxidativeorthermalconditions,wherethefunctionaladdendsarcremovedfromthefullerenesphereandleadtotheformationofpristinefullcrcncs.Suchaddition-rctro-additionreactionhasshownpromisingapplicationintheprotection/deprotectionstrategyforthepurificationand
4、functionalizationoffullerenes..Keywords:Fullerene,Coumarin,Fluorescence,fullerenederivatives;retro-cycloadditionreactions;C-H-Xhydrogenbonding石墨和金刚石是大家所熟悉的•碳元素的两种同索异形体。二十世纪八十年代中期,科学家乂发现了碳的第三种同素异形体富勒烯。这是二十世纪九I•年代,物理学和化学学科领域中故重耍的发现Z—,C60化学是忖前有机化学领域的前沿,它是是Krot
5、o等在1985年发现的碳的第3利啊素异形体,当时采用激光蒸发石墨法制备,只能得到微克量级,直到1990年Krabtschmer2Huttman等采用石墨棒电孤蒸发法获得克廣级的C60产品,从而有力地促进了全碳分子的研究.C60分子是由12个五边形环与20个六边形环稠合所构成的笼状32面体,其形状很象一个足球,五边形环为单键(键长约01145nm),2个六边形环的公共棱边则为双键(键长约01138nm),共有12根双键,因而C60分子具有缺电子芳香坯的一些性质.它能发生环加成反应,亲核、亲电加成,自山基加成,包
6、合反应,聚合反应,光化学反应,氧化还原反应等.迄今对它的研究已涉及无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、材料科学、髙分子科学、生命科学等众多学科及应用领域.1富勒烯的化学修饰C60的化学修饰主要集中在它的化学活性、反应和机理研究以及设计、合成功能性化物,包扌舌C60的二次衍生物上.根据修饰方法不同,可分为:经典有机化学反应,金属有机化学反应和电化学合成.1.1富勒烯的有机化学反应C60具有典型的缺电子芳香姪的性质,容易与供电子的亲核基团反应.多数情况下,亲核试剂是进攻C60分子的6,6环共用边双键,有时也会
7、发主重排而得到插入5,6环共用边键的衍生物.可通过不同反应,川各种试剂对C60述行化学修饰,得到各种类型的C60的冇机棊团衍生物,最简单的单加成产物就右开式结构及形成三元环、四元环、五元环、六元环等不同衍生物.C60的轼化:理论上C60完全轼化可生成C60H60,但由于C60H60的表面的60个氢原子之间的强相互作用,至今未能制备出C60H60.Hanufler等[la]用还原方法得到部分氢化的白色固体产物C60H36.这是迄今为止C60笼上结合氢最多的氢化物;而对于最简单氢化物C60H2的制备,现已有多种方
8、法.1993年Smith等[lb]先将重氮甲烷与C60生成毗卩坐咻衍生物,再将其热解得到了开环的1,62C60H2;如果进行光解,则得到1,22C60H2和1,62C60H2.用BH3-THF述原C60,再用醋酸分解,或用金属锌2酸述原也对得到C60H2;用PdoC催化氧化,钳氮化反应,Cr(OAc)2与连二业胺等都可制备C60的氛化物.C60的卤化反应[2]:1993年Kniaz系统研究了C60碳