氢化富勒烯sp3C−H功能化修饰
从“富勒烯时代”的开启，化学家们面临了一个挑战，就是氢化富勒烯。事实上，C60的氢化是最早报道的试图想要对富勒烯进行的化学修饰。然而，这个任务非常艰巨，花费了很长时间才完成了一些氢化富勒烯的结构表征。富勒烯sp3 C-H键有选择性的功能化修饰一直是个难题，氢化富勒烯的去质子化形成负离子，然后进行烷基化反应。这是一个由亲电到亲核转换的过程，是现有方法不能够直接得到的。本论文主要通过C60H2为底物，醋酸钯为催化剂，邻四氯苯醌为氧化剂对富勒烯上的sp3 C-H键进行有选择性的功能化修饰进行探究，并且合成了三种C60衍生物。具体内容如下： （1）通过以C60H2为底物，参考sp3 C-H活化的类似文献，对C60H2分别进行芳基化，硼基化，接丙二酸二乙酯，C-O偶联等反应的探究。利用核磁（NMR），高效液相色谱（HPLC），液相质谱（LC-MS）等分析检测手段对实验结果进行初步的分析，并总结了实验成败的原因。 （2）以C60H2为底物，溶剂苯为苯源，醋酸钯为催化剂，邻四氯苯醌为氧化剂，成功对富勒烯上特定的sp3 C-H键进行有选择性的功能化修饰，对所得到的粗产物进行硅胶柱的粗分离，高效液相色谱的进一步分离和提纯，最终得到C60PhH的目标分子。通过质谱（MS）、紫外-可见分光光度仪（UV-Vis）、13C NMR和1H NMR对目标分子进行了结构和光谱性质表征。同时，为了科研的严谨，做了一系列氘标记实验，先后合成了C60D2和C60PhD。通过比较C60D2和C60H2， C60PhD和C60PhH的1H NMR图，得出该合成方法具有区域选择性。 （3）通过合成C60C6H4ClH、C60CCSi(CH)3H、C60CCH3H和C60CH3H富勒烯衍生物，探究其方法对其他富勒烯衍生物的sp3 C-H键的选择性，以此来优化反应条件，减少副产物C60的生成，提高产率。最终选用C60CH3H为底物，溶剂为苯，醋酸钯为催化剂和邻四氯苯醌为氧化剂，得到反应的粗产物通过硅胶柱和高效液相色谱进行分离，得到的纯的C60CH3Ph，并且通过MS、1HNMR和UV-Vis对其结果进行表征。 （4）以C60H2为底物，溶剂为甲苯，醋酸钯为催化剂，邻四氯苯醌为氧化剂，得到反应的粗产物进行硅胶柱和高效液相的分离，分离出纯目标分子1,2-H(PhCH2)C60，利用MS和1HNMR对其进行结构表征。
氢化富勒烯;sp3C-H键;功能化修饰
闽南师范大学
硕士
无机化学
高飞;张前炎;谢素原
2017
中文
O613.71
110
2018-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）