小富勒烯(C-,24-，C-,36-)及相關碳簇的化學合成.pdf

1、自富勒烯被發(fā)現(xiàn)以來，眾多結構的富勒烯得到了表征。特別是通過氯等鹵素原子在富勒烯球外的修飾，或者球內嵌金屬原子，一些具有相鄰五邊形的非經(jīng)典富勒烯被捕捉，并得到了表征?？v觀這些得到表征的富勒烯結構，其碳數(shù)主要是60以上的高富勒烯。由于具有相鄰五邊形和極大的碳-碳鍵張力，碳數(shù)60以下的小富勒烯，一直被視為是不穩(wěn)定的結構。而小富勒烯獨特的結構，預示獨特的性質。在理論研究和實際應用領域，都有著廣闊的前景。 傳統(tǒng)的富勒烯合成方法，如石墨電弧

2、法，具有合成量少，產(chǎn)物組分復雜等制約因素。少量特殊結構富勒烯的得到，往往需要經(jīng)過艱難的高效液相色譜的分離。 設計合成富勒烯的前驅體，再利用真空閃熱(FVP)技術，定向合成目標富勒烯。有望克服傳統(tǒng)合成方法遇到的瓶頸。利用這一方法，目前已合成了眾多的碗狀化合物，C60也得到了合成。但是還沒有合成小富勒烯的報道。 本論文利用FVP等方法，致力于小富勒烯的合成。 一、在參考一些課題組FVP裝置的基礎上，自行組裝了一套FV

3、P裝置。 二、利用有機合成的方法，合成了小富勒烯C24的前驅體C27H12O3，以C27H12O3為原料，進行FVP反應。產(chǎn)物的質譜信號顯示，C27H12O3逐個掉去CO，脫掉三個CO后，繼續(xù)脫氫。符合C27H12O3生成小富勒烯C24的反應路線。 三、利用有機合成的方法，合成了兩個小富勒烯D6h-C36的前驅體C36H30和C36H27Cl3。這兩個前驅體含有小富勒烯C36的36個碳原子，54個碳-碳鍵中的45個碳-碳

4、鍵。最后9個碳-碳鍵的形成將使這兩個前驅體轉變成D6h對稱的小富勒烯C36。以這兩個前驅體為原料，進行LDI-MS和MALDI-TOF-MS表征，都得到了小富勒烯C36的氫化衍生物C36H6。 四、利用有機合成的方法，合成了碗狀化合物C39H18的前驅體C39H24和C39H21Cl3，以C39H21Cl3為原料，進行FVP反應，質譜表征觀察到目標產(chǎn)物C39H18，以C39H24為原料，進行FVP反應，質譜表征觀察到C39H22