水溶性金属勒烯衍生物的合成和表征.pdf

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1、Vol.24高等学校化学学报No.1O2OO3年1O月CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES1747*1749[研究简报]水溶性金属富勒烯衍生物的合成和表征孙宝云顾镇南(北京大学化学与分子工程学院北京1OOS71)关键词金属富勒烯;水溶性衍生物;红外光谱;光电子能谱中图分类号O641文献标识码A文章编号O251-O79O(2OO3)1O-1747-O3金属富勒烯具有表面积大(2nm2)~整体电中性~金属离子的解离常数Kd为O等独特的性质在医学上具有重要的应用价值[1*7].要将其用于生物体系需引入亲水基团.水溶性Gd@CS2(OH):已

2、被证实是一种比临床上应用的GdDTPA更好的核磁成像造影剂(其弛豫率比GdDTPA高2O倍[7])并有望用作放射性示踪剂和放射性药物等且在生物体内外具有稳定性[2*6]是生物医学上很有吸引力的材料.本文在高效合成~分离纯化Gd@C的基础上合成了其多羟基衍生物~多取代氨基酸衍生物S2和多取代氨基磺酸衍生物并作了初步分析.1实验部分1.1Gd@CS2的合成与测定Gd@CS2的合成~提取与分离方法如文献[S9]所述纯度达9S%以上.1.2Gd@CS2多羟基衍生物的合成与分离向2OmLGd@CS2(1mg)的甲苯溶液加入2mL5O%(质量分数)的NaOH水溶液再加入几滴相转移催

3、化剂TBAH搅拌2h后除去无色的甲苯层水层用甲苯清洗数次除去未反应的Gd@C[1O11]S2.水相中再加入5mL水搅拌24h.将所得水溶液真空蒸发至干加入1mL甲醇离心分离所得的沉淀再以甲醇清洗数次初步除去过量的NaOH和TBAH.将沉淀真空干燥加入O.5mL水后以O.1pm的膜过滤将滤液用O.Sm长的葡聚糖凝胶-25色谱柱以水为流动相分离除去NaOH等杂质.流出的pH值为7的黄色溶液即为Gd@C的多羟基衍生物.S21.3Gd@CS2的氨基乙磺酸衍生物的合成与分离将6Omg氨基乙磺酸与等摩尔的NaOH在O.5mL水中中和加入1mL乙醇并将此溶液逐滴滴入2OmLGd@C的

4、甲苯溶液中.将此混合物于水浴上S2加热回流搅拌24h.将无色的甲苯层除去所得的溶液用甲苯清洗数次除去未反应的Gd@C真空S2蒸发干燥后加O.5mL水溶解以O.1pm的膜过滤.滤液置于O.Sm长葡聚糖凝胶-25色谱柱上以水作流动相分离除去杂质流出的pH值为7的黄色溶液即为Gd@C的氨基乙磺酸衍生物.S21.4Gd@CS2的甘氨酸衍生物的合成与分离以3Omg甘氨酸为反应物合成Gd@CS2的多取代甘氨酸衍生物合成与分离的方法与Gd@C的氨基乙磺酸衍生物的制备相同产物pH值为7.S21.5IR和XPS分析将所合成的3种Gd@CS2衍生物的水溶液蒸干后抽真空干燥除水.黄色粉末利用

5、NicoletMagna-IR75O红外光谱仪(配有Nic-planMicroscopeIR)分别测定IR光谱.另将3种样品的浓溶液滴至白金片上加热干燥后形成约O.5mm2的膜.用AlKo靶(14S6.6eV)为光源-1O(ESCALab2OOi-XL)功率15kV>2OmA本底真空3>1OPa进行XPS测量.2结果和讨论2.1Gd@CS2水溶性衍生物的IR光谱由于引入OH等基团衍生物的IR光谱(图1)与Gd@CS2的明显不同(Gd@C的最高能量的IR振动位于1579cm-1[12]-1处较宽的峰归属S2).图1(A)中33S3cm于OH的伸缩振动16OOcm-1的峰归

6、属于CC伸缩振动.说明产物中存在金属富勒烯.1399和收稿日期:2OO2-1O-29.基金项目:国家自然科学基金重点项目(批准号:2O151OO2)资助.联系人简介:顾镇南(1936年出生)男教授博士生导师从事金属富勒烯和碳纳米管的研究.E-mail:guzn@chem.pku.edu.cn1748高等学校化学学报VOl.24-1处的峰分别归属于0~的弯曲振动和C0伸缩振动~说明形成了金属富勒烯的多羟基衍1129cm生物.这一结果与文献[13]报道的结果基本一致.同样~从图1(B)中可以明显地看到0~伸缩振动峰-1-1(3405cm)~CC伸缩振动峰(1640cm)和S

7、03的对称伸缩振动和反对称伸缩振动峰(1188-1和1049cm-1-1cm)及C~2的振动峰(1463cm)~说明存在碳笼和氨基乙磺酸~产物为Gd@C82的氨基乙磺酸衍生物.Gd@C的甘氨酸衍生物的IR光谱[图1(C)]与Gd@C多羟基衍生物的谱图非常相8282似~只是峰的位置向长波方向位移~这是由于存在氨基所致.Fig.1IRSpectraofgd@C82fullerenol(A)~aminoethylSulfonicacidgd@C82adduct(B)andglycingd@C82adduct(C)2.2Gd@C82水溶性衍生物的