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C60异构体的氯化物及其衍生物和合成与分离方法技术

技术编号:1407208 阅读:306 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
C↓[60]异构体的氯化物及其衍生物和合成与分离方法,涉及C↓[60]异构体。提供两种C↓[60]异构体的氯化物[#1809]↑C↓[60]Cl↓[8]和[#1804]↑C↓[60]Cl↓[12],C↓[60]异构体的氯化物[#1809]↑C↓[60]Cl↓[8]的衍生物[#1809]↑C↓[60]Cl↓[4](C↓[6]H↓[5])↓[4]和[#1809]↑C↓[60](OCH↓[3])↓[8],C↓[60]异构体的氯化物[#1804]↑C↓[60]Cl↓[12]的衍生物[#1804]↑C↓[60](OCH↓[3])↓[12];以及两种C↓[60]异构体的氯化物[#1809]↑C↓[60]Cl↓[8]和[#1804]↑C↓[60]Cl↓[12]的合成与分离方法,C↓[60]异构体的氯化物[#1809]↑C↓[60]Cl↓[8]的衍生物[#1809]↑C↓[60]Cl↓[4](C↓[6]H↓[5])↓[4]的合成方法,C↓[60]异构体的氯化物[#1809]↑C↓[60]Cl↓[8]的衍生物[#1809]↑C↓[60](OCH↓[3])↓[8]的合成方法,C↓[60]异构体的氯化物[#1804]↑C↓[60]Cl↓[12]的衍生物[#1804]↑C↓[60](OCH↓[3])↓[12]的合成方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及C6。异构体,尤其是涉及两种C6。异构体的氯化物"^C6oCl8 (根据Fowler的 螺旋编码命名规则,"809代表碳笼的螺旋编码)和"^CeoCh2 (根据Fowler的螺旋编码命名规则,#1804代表碳笼的螺旋编码),以及它们的衍生物,如"^C6oCU(C6H5)4,^C60(OCH3)8和#18()4(:6()(00^)12。此外,本专利技术还涉及两种C6o异构体的氯化物的合成与分离方法,以及# 1809C6。C14(C6H5)4, #l809C6o(OCH3)^t]#18Q4C6o(OCH3)12的合成方法。技术背景自从1985年Smally、 Curl和Kroto等人(H. W. Kroto, J. R. Health, S. C. O'Brien, R. F. Curl, R. E. Smally, A^we, 1985, 3M, 162-163)在激光脉冲蒸发石墨的实验过程 中发现了 Qo分子以来,富勒烯科学便引起了科学界的广泛关注。C6o以其独特的结构和性 质,在超导材料、光限制材料、太阳能电池、气体存储、传感器、火箭发动机燃料、润滑材 料、半导体和微机械以及生物医药方面显示出潜在的应用前景(M. I. Heggie, C. D. Latham, R. Jones, P. R. Briddon, in Fullerenes: Chemistry, Physics, and New Directions VII, K. M. Kadish and R. S. Rouff, Eds. Electrochemical Society, Pennington, NJ,1995)。C60共有1812个异构体,但迄今为止,人们所合成得到的C60只有一种Ih对称性的C60异构体,其结构上所含有的各个五元环均被六元环包围,遵守"独立五元环"(IPR)规则(H. W. Kroto, JVoftwe 1987, 3", 529-531 ),根据Fowler的螺旋编码命名规则(P. W. Fowler, D. E. Manolopoulos, An Atlas of Fullerenes Oxford University Press, Oxford, 1995), 这禾中C6。可以 被命名为lh,812(^0。所有其它C6o异构体均不符合IPR规则,具有很高的反应活性,造成了合成上的难度,虽然具有相邻五元环的C60异构体被认为具有不寻常的光、电、磁和化学特性, 但是在此之前,C60的其它异构体尚未被合成出来。高产量、大规模地合成是研究富勒烯的结构、性质及其应用的关键,因而,人们从未间断过对提高富勒烯产率的合成方法的探索和研究。早在1993年,Gr6sser等人(T. Gr6sser, A. Hirsch, Angew.Chem., Int. Ed. 1993, 32, 1340-1343)在分别研究了乙腈和氯气存在下对石墨电弧放电法合成富勒烯反应的影响时发现,在氯气存在下,不仅有Ih,^C60生成,还产生一些氯代的芳香化合物。而当乙睛存在时,只产生一些棒状—氰基聚炔烃,说明氯对富勒烯的形成更为有利。随后,Alexakis等(T. Alexakis, P. G. Tsantrizos, Y. S. Tsantrizos, J. L. Meunier, Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 2102-2104)在利用热等离子体合成富勒烯的实验中发 现氯原子的存在有利于提高富勒烯的产率。同样,Scott研究小组(L. T. Scott, M. S. Bmtaher, S.J.Hagen, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8743-8744)发现,当他们加热氯代碳氢化合物时,可以直接制备出分离量的l!/1812(3^而如果热解不含氯的碳氢化合物时,制得的Ih-^^C60产率很低。这些研究表明,氯的存在对于富勒烯及其碎片的形成有着显著的作用。而本申请人 (F. Gao, S. Y. Xie, R. B. Huang L. S. Zheng., O e附.Cow/m^., 2003, 2676-2677)研究发现,由于氯元素的引入,不仅成倍地提高了Ih,^C60等富勒烯的产率,而且能使一系列活泼 碳簇得以稳定。利用这一方法,可以捕获一些违背IPR规则的C6o异构体,为C60异构体的研究和应用开辟了道路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供两种(:6()异构体的氯化物#18()9(:6(^18(根据Fowler的螺旋编码命名 规则,#1809代表碳笼的螺旋编码)和#18()4(:60<:112 (根据Fowler的螺旋编码命名规则,#1804 代表碳笼的螺旋编码)。本专利技术的另一 目的在于提供C6Q异构体的氯化物",C6。Cl8的衍生物",Q。Cl4(C6H5)4和#1809C60(OCH3)8o本专利技术的另一目的在于提供<:6。异构体的氯化物#18(\:600:112的衍生物#18°4(:6。(0(:113)12。 本专利技术的另一目的在于提供两种C6()异构体的氯化物"^C6oCl8和"SMC6()CU2的合成与分 离方法。本专利技术的另一 目的在于提供C60异构体的氯化物"^C6oCl8的衍生物"^C6oCl4(C6Hs)4的 合成方法。本专利技术的另一 目的在于提供C60异构体的氯化物W^C6oCl8的衍生物^,C60(OCH3)s的合 成方法。本专利技术的另一 目的在于提供<:6()异构体的氯化物#18()4(:6()(:112的衍生物#1804<:6()(0013)12的合成方法。本专利技术的技术方案是采用石墨电弧放电法(W. Kratschmer, L. D. Lamb, K. Fostiropoulos, D. R. Huffman, Nature, 1990, 354-358.),在反应中引入氯气或CCU作为氯源,合成得到的 烟灰通过高效液相色谱法进行多轮分离,纯化,制备得到两种具有非IPR构型的C6。异构体的氯化物,并以合成分离得到的两种C60异构体的氯化物为反应起始物,合成了具有位置选 择性的部分取代(或完全取代)的C60异构体的氯化物的衍生物,这些衍生物取代基团的位置与"^C6oCl8或s,C6oCh2中氯的位置一致,取代基团可以为垸基、芳基、甲氧基、羟基、卤素、氢等各种基团,M*1809C60C14(C6H5)4、 #1809C60(OCH3)8 、 #1804C60(OCH3)12。本专利技术所述的C60异构体的氯化物"^C6oCl8,其结构式为<formula>formula see original document page 8</formula>性质,,6oCl8易溶于甲苯,苯,氯仿,CS2等有机溶剂。本专利技术所述的C6o异构体的氯化物I8Q4C6()C112,其结构式为<formula>formula see original document page 8</formula>性质,C6oCh2易溶于甲苯,苯,氯仿,CS2等有机溶剂。本专利技术所述的C6Q异构体的本文档来自技高网
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【技术保护点】
C↓[60]异构体的氯化物[#1809]↑C↓[60]Cl↓[8],其特征在于其结构式为:***性质:[#1809]↑C↓[60]Cl↓[8]易溶于甲苯,苯,氯仿,CS↓[2]等有机溶剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:谢素原黄荣彬韩晓谭元植廖照江钱卓真梁华陈睿婷朱峰高志勇郑兰荪
申请(专利权)人:厦门大学
类型:发明
国别省市:92[中国|厦门]

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