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氢化富勒烯sp~3C-H功能化修饰

发布时间:2018-03-08 13:49

  本文选题:C_(60)H_2 切入点: 出处:《闽南师范大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】: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,C_(60)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sp~3C-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C_(60)H_2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sp~3C-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C_(60)衍生物。具体内容如下:(1)通过以C_(60)H_2为底物,参考sp~3C-H活化的类似文献,对C_(60)H_2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C_(60)H_2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sp~3C-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C_(60)PhH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C_(60)D2和C_(60)PhD。通过比较C_(60)D2和C_(60)H_2,C_(60)PhD和C_(60)PhH的1H NMR图,得出该合成方法具有区域选择性。(3)通过合成C_(60)C6H4ClH、C_(60)CCSi(CH)3H、C_(60)CCH3H和C_(60)CH3H富勒烯衍生物,探究其方法对其他富勒烯衍生物的sp~3 C-H键的选择性,以此来优化反应条件,减少副产物C_(60)的生成,提高产率。最终选用C_(60)CH3H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C_(60)CH3Ph,并且通过MS、1HNMR和UV-Vis对其结果进行表征。(4)以C_(60)H_2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(PhCH_2)C_(60),利用MS和1HNMR对其进行结构表征。
[Abstract]:From the "fullerene era" open, chemists have faced a challenge, is hydrogenated fullerene. In fact, C_ (60) of the hydrogenation is trying to chemical modification of fullerenes were first reported. However, this task is very difficult, it takes a long time to complete the characterization of some hydrogenated fullerenes sp~3C-H key. Fullerene functionalization of selective hydrogenation of fullerenes has been a problem, the deprotonated form negative ions, then through alkylation reaction. This is a electrophilic nucleophilic to the conversion process, the existing methods cannot directly is obtained. This paper mainly through the C_ (60) H_2 as substrate palladium acetate as catalyst, four adjacent chloranil as oxidant to selective functionalization of sp~3C-H bond fullerene were explored, and the synthesis of three kinds of C_ (60) derivatives. The specific contents are as follows: (1) by C_ (60) H_2涓哄簳鐗,

本文编号:1584156

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