碳电弧中~(#24106)C_(78)Cl_6的捕获与结构表征

碳电弧放电法是合成富勒烯及其衍生物的最重要方法之一,但电弧反应过程复杂,涉及的衍生化机制尚不明确.采用电弧法合成含有氯化富勒烯的碳灰,借助高效液相色谱法对其进行分离、纯化,得到了符合独立五元环规则的氯化富勒烯~(#24106)C_(78)Cl_6,结合X-射线单晶衍射、质谱、紫外-可见吸收光谱对其进行结构表征,证明~(#24106)C_(78)Cl_6与已有的氯化物~(#24106)C_(78)Cl_(18)、~(#24106)C_(78)Cl_(30)在六并苯片段具有相同的氯原子加成[5,6,6]位点,同时也证明了在氯参与的碳电弧中,富勒烯在靠近电弧中心的较高温区发生氯化反应,而氯化碳簇的加成反应发生于更低的温区.     

石墨电弧法合成新型碳簇C_(53)

C_(60)的形成机理之谜至今仍未破解,介于C_(50)和C_(60)之间的碳簇是理解C_(60)形成机理的关键中间体.本文在填充金属氧化物的石墨电弧放电产物中发现了一种新型的碳簇衍生物,通过N,N-二甲基甲酰胺(DMF)提取后进行高效液相色谱分离,并对纯化的产物进行了质谱、能谱、光谱表征及元素分析,初步确定了分子组成为C_(53)H_(24)O_5的新型碳簇衍生物,通过固体核磁和对氯化反应产物的表征证明该碳簇的碳框架主体具有芳香性.     

1,3,5,7,9-五咔唑基心环烯的合成与表征

自从作为富勒烯片段的心环烯分子被合成以来,大量具有C_5对称性的碳—碳、碳—卤、碳—硼、碳—氧和碳—硫键修饰的心环烯衍生物陆续被合成,然而具有C_5对称性的碳—氮键修饰的心环烯衍生物至今还没有报道.该研究通过五咔唑氮负离子对1,3,5,7,9-五氯心环烯的亲核取代反应实现了碳—氮键偶联,并得到具有C_5对称性的心环烯衍生物1,3,5,7,9-五咔唑基心环烯.采用核磁共振波谱和高分辨质谱进行表征证实其具有C_5对称结构,并采用密度泛函理论(DFT)计算模拟了其立体结构.作为一类富电子的含氮杂环,咔唑基团及其衍生物表现出许多优异的光电性能和生物活性,因此1,3,5,7,9-五咔唑基心环烯分子的成功合成不仅提供了一类新型的碳—氮键修饰的心环烯衍生物,而且该分子可能在超分子自组装、光电材料、生物方面具有重要的潜在应用价值.     

镧的富勒烯配合物的合成与表征

合成了富勒烯、环戊二烯基镧配合物:(η2 C60)(η5 C5H5)2La,并采用元素分析、IR、UV VIS、XPS对其进行了表征.     

C_(70)苄基衍生物的合成及其在钙钛矿太阳能电池中的应用

富勒烯及其衍生物具有高电子传输效率,是倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池器件中优异的电子传输材料(ETMs).其中,富勒烯C_(70)通常存在众多的异构体产物,通过常规手段难以实现有效分离,因此关于结构明确的富勒烯衍生物对钙钛矿太阳能电池的影响,目前尚缺乏系统的研究和理解.该文成功合成并分离了一种结构明确的C_(70)衍生物2,5-(PhCH_2)_2C_(70),并将其作为ETMs构建倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池器件,最终实现了12.77%的光电转换效率,通过对富勒烯衍生物中分子晶体结构堆积的研究,分析了富勒烯衍生物结构对钙钛矿太阳能电池器件性能的影响.     

三种纳米材料C_(70),C_(60)Cl_6和C_(60)Ph_6引起细胞自噬的现象

为了进一步研究富勒烯家族及其衍生物引起细胞自噬的现象,运用荧光显微镜、透射电子显微镜、蛋白免疫印迹等技术,对水溶性的纳米C70,C60Cl6和C60Ph6诱导的细胞自噬现象进行了初步探讨.实验结果显示,C70,C60Cl6和C60Ph6稳定分散于水中形成的纳米颗粒,均能诱导HeLa细胞产生自噬现象,揭示了富勒烯家族及其衍生物在生物医药领域更广泛的研究和应用价值.     

苄基三乙基氯化铵参与的C60环加成反应研究

苄基三乙基氯化铵、[60]富勒烯和N-甲基甘氨酸在加热的条件下发生环加成反应,生成N-甲基-2-苯基吡咯烷[3＇4’：1,2][60]富勒烯1和N-甲基-2-甲基吡咯烷[3＇4’：1,2][60]富勒烯2。通过紫外可见光谱、红外光谱、质谱、核磁共振谱等检测手段对产物1和2结构进行了表征。对产物1和2的形成机理进行了初步探讨,反应可能先由苄基三乙基氯化铵在加热条件下发生C—N’键异裂,生成苄基碳正离子和乙基碳正离子,然后碳正离子和N-甲基甘氨酸作用形成甲亚胺叶立德,甲亚胺叶立德与[60]富勒烯发生环加成反应得到产物1和2。     

富勒烯新结构的研究进展

富勒烯Cn是一类由12个五元环和若干六元环组成的笼状全碳分子.根据碳笼表面是否含相邻分布的五元环,富勒烯可分为IPR富勒烯和非IPR富勒烯.25年来,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,富勒烯家族得到了很大的扩充,越来越多的富勒烯新结构被陆续发现和分离出来.迄今为止,已分离、表征了C20~C104的60余种富勒烯新结构,包括40余种IPR富勒烯结构,以及通过笼外化学修饰或内嵌原子(或原子簇)的稳定化策略合成的20余种违反IPR规则的富勒烯.详细总结了这些迄今为止已报道的各种富勒烯新结构,并对今后富勒烯研究的重点和内容进行了预测.     

富勒烯C60-多芳胺类吡咯烷衍生物的合成及其理论研究

用1,3-偶极环加成反应对富勒烯C60与多芳胺化合物的选择性加成反应进行了研究,在不同条件下获得了单加成和三加成产物,发现可以用HPLC(高效液相色谱)以V(甲苯)∶V(甲醇)=1∶1为流动相对其进行分离. 并且利用半经验AM1理论方法研究了C60吡咯烷衍生物的优化构型,结果表明,目标分子的前沿轨道主要由C60部分决定,C60母体与有机功能化基团之间存在较强的分子内电荷转移,C60部分是电子受体,吡咯环部分为电子给体.     

富勒烯衍生物的拉曼光谱研究

利用近红外傅里叶变换拉曼光谱(1064nm)对4种C60衍生物进行了研究.实验结果显示,衍生物固体拉曼光谱中都包含了C60分子的特征拉曼峰,同时衍生物的拉曼光谱与C60拉曼光谱相比又有明显的不同,这主要是由于有机官能团的引入使得C60分子的结构发生了变化.通过对此现象的分析和解释,提出拉曼光谱分析是一种研究富勒烯衍生物的有效方法.     

水溶性富勒烯分子囊泡在二维DNA晶体上的有序自组装

C60-N,N-二甲基吡咯是一种水溶性富勒烯的衍生物,在水体系中会聚集成分子囊泡.C60分子囊泡的直径范围为20~120 nm,其中70%的直径小于60 nm.在本实验中,把这种水溶性富勒烯衍生物的分子囊泡和磷酸化的2D DNA晶体在一定条件下静止,原子力扫描显微镜可以观察到在DNA晶体表面,富勒烯的分子囊泡形成了珍珠串状的有序排列.通过对原子力扫描显微镜的图片分析,初步推断了富勒烯的分子囊泡在DNA晶体上进行自组装的机理.     

稀土钐、铽有机电致发光材料的制备与性能研究

合成了1-(9-蒽基)-3-三氟甲基-1,3丙二酮邻菲罗林钐(Ⅲ)(C_(48)H_(38)SmN_2F_6O_8)和Tb(Ⅲ)(C_(48)H_(38)TbN_2F_6O_8)的三元稀土配合物,通过元素分析、红外光谱、差热-热重分析及荧光光谱对其进行了表征.荧光光谱的表征结果表明:三元稀土配合物C_(48)H_(38)SmN_2F_6O_8和C_(48)H_(38)TbN_2F_6O_8均能发射荧光,但是C48H38TbN2F6O8的荧光强度高于C_(48)H_(38)SmN_2F_6O_8,而且谱带尖锐,单色性好,具有作为有机电致发光材料的前景.     

C60RuCl2(phCH2Pph2)2的合成与表征

富勒烯金属配合物具有特殊的物理和化学性质.本实验在氮气氛中采用配体取代法合成了富勒烯Ru金属配合物C60RuCl2(phCH2Pph2)2,并利用元素分析、红外光谱、紫外可见光谱、光电子能谱、X射线多晶粉末衍射对配合物的组成、结构等进行了表征.结果表明,C60以σ──π配位方式与Ru形成了稳定的η2型C60金属配合物C60RuCl2(phCH2Pph2)2.     

2-(4-羟基苯基)[60]富勒烯吡咯烷衍生物的合成研究

利用1,3-偶极环加成反应,合成分离得到了一种C60吡咯烷衍生物:2-(4-羟基苯基)[60]富勒烯吡咯烷,通过单因素方法,探讨了反应条件对产物产率的影响,并得到了较适宜反应条件:反应物摩尔比(C60:4-羟基苯甲醛:甘氨酸)为1∶4∶6,反应温度为100℃,反应时间为18 h,此时产物的产率可达到53%(以消耗的C60计)。同时用UV-Vis、1H-NMR、FT-IR、MS等测试手段表征了产物的结构,并利用差热分析仪测试了产物的热稳定性,结果表明,产物在一定温度下,具有良好的热稳定性。     

尿素还原法制备碳量子点

将富勒烯C_(60)和C_(70)分别在空气气氛中350℃下煅烧,然后采用尿素还原法在温和(90℃)条件下制备得到碳量子点;以透射电子显微镜、粉末X-射线衍射、拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱等对碳量子点的组成和形貌进行表征,通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性能进行研究;并推测碳量子点的形成机制.结果表明,在激发光波长为320nm时,两种碳量子点的荧光最大发射峰波长位于450nm附近,相对荧光量子产率分别为23.24%和27.55%,推测其形成机制为尿素对空气气氛中煅烧过的富勒烯表面氧化位点的还原.该结果为温和条件下合成碳量子点提供了一种新的思路.     

富勒烯C_(60)的性能及应用研究进展

富勒烯C_(60)材料具有较好的稳定性、催化性能、超导性、生物相容性、抗氧化性,在不同领域中有较为广泛的应用前景.本文综述了富勒烯C_(60)材料的物理、化学性能,以及它在光学、电学、催化和生物医药等方面的应用研究,并展望了富勒烯C_(60)材料的发展趋势和前景.     

多羟基富勒烯衍生物的合成与表征

介绍了合成多羟基富勒烯衍生物C60 / 70 (OH) x 的简便方法 ,采用FT IR ,1HNMR ,RF对其结构进行了表征 ,初步讨论了其溶解性及荧光效应 .实验发现该产物在 2 5℃下 ,1mL水中可溶解 10 .4mg ,表明其羟基数目较多 ,在水溶液中形成了大量氢键 ;还发现该产物的荧光强度与浓度有关 ,当浓度为 12 .5× 10 -5mol·L-1时 ,出现一个最大值 ,表明富勒醇存在浓度自吸收现象     

含硫(氮)二茂铁衍生物的合成与表征

正戊醛、异戊醛、对氯苯甲醛、胡椒醛、环已酮与二茂铁在浓H_2SO_4(-10℃)中缩合,产物用碳酸氢钠水溶液水解,水解产物在F_3CCO_2H催化下发生巯基化反应,合成了五种含硫二茂铁衍生物,(C_5H_5)Fe(C_5H_4CR′R~2SCH_2CO_2H)(I,R′=H,R~2=n-C_4H_9;Ⅱ,R′=H,R~2=i-C_4H_9;Ⅲ,R′=H,R~2=C_6H_4Cl-4;Ⅳ,R′=H,R~2=C_6H_3O_2CH_2-3.4;V,R′R~2=-(CH_2)-_5);再由Ⅲ和V与氨和羟胺反应,合成两种含氮二茂铁化合物,(C_5H_5)Fe(C_5H_4CH(NH_2)(C_6H_4Cl-4))(Ⅵ)和(C_5H_5)Fe(C_5H_4C(NH)H)(CH_2)_5)(Ⅶ)。     

铝掺杂富勒烯储氢研究:氢分子形成双层结构

利用密度泛函理论对铝(Al)掺杂富勒烯(C_(60))体系的储氢性能进行研究.计算结果显示单个Al原子吸附的最佳位置是在C_(60)表面碳五元环的中心位置,并形成稳定的Al-C_(60)团簇结构.当多个Al原子掺杂C_(60)时,12个Al原子吸附在C_(60)的碳五元环正上方具有最低的吸附能,并形成稳定的Al12-C_(60)团簇结构.当氢气与Al掺杂C_(60)的团簇相互作用时,C_(60)上碳原子的吸附使得氢气吸附在Al原子的侧位比吸附在Al原子的顶位更稳定.当多个氢气分子吸附时,102个氢分子形成稳定的双层结构并吸附在Al12-C_(60)上,体系的储氢质量分数能达到16.44%,其中第一层氢分子主要同两个临近的Al原子以及C_(60)相互作用,第二层氢气分子同近邻的Al原子和第一层氢气分子相互作用.     

可溶性富勒烯衍生物的制备与表征

随着近些年世界对能源和环境问题的关注,新能源利用技术特别是太阳能的利用得到了快速的发展,其中在有机聚合物太阳能电池研究方面,设计并制备出了多种电子供体和受体材料,用以改善光电转化效率。设计出一种可溶的富勒烯衍生物（受体材料）的简单合成路线,采用丙二酸亚异丙酯和十二醇为初始原料,通过二者的酯化反应得到中间体丙二酸十二醇单酯,再与叔丁醇进行酯化反应,得到了不对称的丙二酸双酯中间体,最后与富勒烯C60进行Bingel反应制备出含C60的富勒烯衍生物,该目标化合物的电化学性质已被表征。