C-,60-的一些化學(xué)反應(yīng)研究.pdf

1、摘要本論文的主要內(nèi)容是通過對(duì)富勒烯C。。的化學(xué)修飾和一些化學(xué)反應(yīng)，研究碳籠的反應(yīng)活性，制備C。。多氧化物及金屬化合物，通～過化學(xué)修飾，結(jié)合物理方法(激光燒蝕)，探索C。。丌籠及形成金屬雜籠富勒烯和會(huì)屬籠內(nèi)包合物的可能性。我們合成了三個(gè)系列的C。。衍生物：C。。多氧化物，合物及C。。多羥基化合物(!=分3tJ在第二、三、四章論述屬化多種波譜技術(shù)對(duì)它們進(jìn)行了表征，還對(duì)其中部分衍生物測(cè)試了非線性光學(xué)性質(zhì)和對(duì)超氧自由基的作用。／在第一章中總結(jié)了

2、近年來國內(nèi)外關(guān)于富勒烯[60]的各類化學(xué)反＼應(yīng)研究，并結(jié)合本課題組原有的工作基礎(chǔ)，對(duì)當(dāng)前的研究熱點(diǎn)作了概述。在第二二章我們研究了c。。的氧化反應(yīng)，分別用臭氧、高錳酸鍘、紫外光氧化等方法，制備C。。氧化物。在C。。的甲苯或二氯苯溶液中通入O，，通過改變O、的吸收量及反應(yīng)時(shí)間可得到兩種氧化產(chǎn)物。一種產(chǎn)物在有機(jī)溶劑及水中均不溶，但堿性水解后得到水溶性產(chǎn)物，其紅外光譜與c。。羥基化合物相似；在長(zhǎng)時(shí)間通0，條件下，得到水溶性的c。。氧化產(chǎn)物。用變

3、溫紅外光譜，XPS，元素分析，熱譜，質(zhì)譜研究了氧化產(chǎn)物的可能結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)生成的C。。氧化產(chǎn)物對(duì)熱不穩(wěn)定，隨著溫度升高，有CO，、CO、H，O放出。在氧化產(chǎn)物的激光燒蝕飛行時(shí)間質(zhì)譜中檢測(cè)到奇數(shù)碳團(tuán)簇的峰，在高度氧化產(chǎn)物與La，O?；験，O，混合壓片的激光燒蝕飛行時(shí)間質(zhì)譜中，觀察到C。。稀土?xí)侔衔锵盗蠧：。M(M=La，Y；2n=44—50)的信號(hào)峰，表明通過CO鍵的形成可以使碳籠活化，從而易于開籠形成C。。金屬籠內(nèi)包合物。我們還通過c。

4、。與KMnO。在苯溶液中，冠醚作相轉(zhuǎn)移催化劑的反應(yīng)條件下，得到含羥基數(shù)目為2225的C。。多羥基化合物。在第三章中我們通過C。。負(fù)離子和金屬化合物在溶液相中的反應(yīng)合成了一系列C。。過渡及稀土余屬化合物，并且通過激金用外彝籠曠ABSTRACTThemainideaofthisthesisistesearchthechemicalreactivityoffullerene[60]throughmodificationofC60cageWea

5、lsoexplorethepossibilityofopenthecageofC60throughchemicalmethod(over—oxidationbyozone)andphysicalmethod(1aserablation)Wehavesynthesedthreeseriesfullerenederivatives：C600。，C60M。，C60(OH)。(respectivelydiscussedinchapter2，3a

6、nd4)ThecompoundswerecharacterizedbyvariousspectroscopicmethodsTheopticalnonlinearpropertiesandabsorptionofsuperoxideradicals(O)ofsomederivativeswereinvestigatedInchapterl，wereviewedtherecentachievementsinfullerenechemist

7、ryAndbrieflysummarizedtheresearchworkofourgroupinchapter2，weuseddifferentmethodsynthesisoxidationderivatives(C600)1’WooxidationproductsofthereactionofC60with03intolueneordichlorobenzenewereobtainedindependenceontheamount

8、ofozoneabsorbedbythesolutionandthereactiontimeTheshorttimeoxidizedproductisinsolubleincommonorganicsolventsandwaterbutresultinwater—solublederivativesafterhydrolysisatbasecondition，ItSIRspectrumissimilarwiththatofC60poly

9、hydricderivativesTheextensive1oxidationproductofC60iswatersolublewithoutanyfurtherdisposeThestructuresofthetwooxidizedproductswerecharacterizedbyvariable—temperatureFTIR，XPS，EA，TGAandTOF—MS，ESI—MS，F(xiàn)ABMStechniqueBothprodu

10、ctsarethermalunstable，eliminatingH20，COandC02duringtheincreaseoftemperatureForC600。，ThesignalofC55。、C57’、Cs9。oddnumberfragmentsareobservedinlaserablationTOFmassspectra，F(xiàn)ormixtureofC600nandLa203(orY203)，wefoundthepeaksofC

11、2。M(M=La，Y)AllresultsprovedthattheformationofCObondvitalizedthecarboncage，andmakeiteasytoopentoformmetal—endofullerenesInchapter3，thetransitionmetalandrareearthmetalfulleridesC60MxweresynthesizedbyreactionofC60anioninsit