包括纳米管和富勒烯的纳米级制品的官能化制造技术

本发明专利技术一般地提供包括含碳分子的组合物和相关方法。在一些情况下，本发明专利技术涉及包含键合到该分子的芳族部分（包括该分子的非平面部分）上的官能团的芳族分子。本发明专利技术的方法可以提供向含碳分子中引入多种官能团的能力。在一些情况下，本发明专利技术的方法可以使用相对温和的反应条件，如相对低温、低压和／或在不存在强酸或强碱的情况下进行。本发明专利技术可以提供可用在各种应用领域包括光伏器件、传感器和电极（例如用于电催化）中的分子的简易和模块化的合成方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含具有下式的化合物的组合物， 其中A是包含非平面芳族部分的含碳分子；R1、 !^和RS可以相同或不同并且是 =0、羟基、卣素、烷基、杂垸基、烯基、杂烯基、炔基、杂块基、芳基或杂芳基，其任选是经取代的；和:=是单键或双键。 本专利技术还涉及包含具有下式的化合物的组合物， 其中A是包含非平面芳族部分的含碳分子；1^、1 2和1 3可以相同或不同并且各自 是原子或化学基团，其中R1、 R2和R3中的至少一个可以替换为第二原子或化学基团或在对 该化合物的除W、R2或R3外的其余部分呈非反应性的条件下可以参与连接到第二原子或化学基团上；和^是单键或双键。 本专利技术还涉及包含芳环稠合网络(任选含有该稠合网络终止的边界)和含有经由 两个原子稠合到该网络上的五元碳环的官能团的组合物，其中这两个原子是该网络的至少 两个芳环的环原子。 本专利技术还提供合成经取代的含碳分子的方法，包括使炔、包含非平面芳族部分的含碳分子和pKa大于5. 0的亲核体反应以形成经取代的含碳分子，其中该亲核体具有pKa大于5.0的共轭酸。 本专利技术还提供合成经取代的含碳分子的方法，包括使炔、含碳分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含：具有下式的化合物，＊＊＊其中：Ａ是包含非平面芳族部分的含碳分子；Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］和Ｒ↑［４］可以相同或不同，并且是＝Ｏ、羟基、卤素、烷基、杂烷基、烯基、杂烯基、炔基、杂炔基、芳基或杂芳基，其任选是经取代的；和＊是单键或双键。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-3-7 60/905,495一种组合物，其包含具有下式的化合物，其中A是包含非平面芳族部分的含碳分子；R1、R2和R4可以相同或不同，并且是＝O、羟基、卤素、烷基、杂烷基、烯基、杂烯基、炔基、杂炔基、芳基或杂芳基，其任选是经取代的；和是单键或双键。F2008800151413C00011.tif,F2008800151413C00012.tif2. —种组合物，其包含具有下式的化合物，<formula>formula see original document page 2</formula>其中A是包含非平面芳族部分的含碳分子；tRlP RS可以相同或不同，并且各自是原子或化学基团，其中W、I^和W中的至少一个可以替换为第二原子或化学基团或可以在对所述化合物的除W、^或I^外的其余部分呈非反应性的条件下参与连接到第二原子或化学基团上；禾口^是单键或双键。3.如权利要求1中的组合物，其包含下面结构<formula>formula see original document page 2</formula>其中_^包含非平面芳族部分。4.如权利要求1中的组合物，其中所述非平面芳族部分包含芳环稠合网络，其任选含有所述稠合网络在此终止的边界，其中下面结构<formula>formula see original document page 2</formula>经由两个原子稠合到所述网络上，其中这两个原子是所述稠合网络的至少两个芳环的环原子。5. 如权利要求l中的组合物，其中所述非平面芳族部分包含具有Sp2x杂化的碳原子，其中x为1至9。6. 如权利要求1中的组合物，其中R1具有下面结构，<formula>formula see original document page 3</formula>其中X是H、 0H、卤素、烷基、杂烷基、烯基、杂烯基、炔基、杂炔基、芳基、杂芳基或其盐，其任 选是经取代的；R2是离去基团；和R3是=0、 = S或=NR4。7. 如权利要求6中的组合物，其中所述离去基团是被吸电子基团取代的芳氧基。8. 如权利要求6中的组合物，其中所述离去基团具有下面结构9.如权利要求3中的组合物，其包含具有下面结构的化合物，其中R1是酯，R2是离去基团。10. 如权利要求9中的组合物，其中W是酰氯、羧酸或其盐、酯、酰胺或其经取代的衍生物。11. 如权利要求l中的组合物，其中所述化合物具有下面结构，12.如权利要求l中的组合物，其中所述化合物具有下面结构，<formula>formula see original document page 4</formula>其中R5是烷基、杂烷基、烯基、杂烯基、炔基、杂炔基、芳基、杂芳基或其盐，其任选是经取代的。13. 如权利要求1中的组合物，其中W、I^或RS包含交联基团。14. 如权利要求13中的组合物，其中所述交联基团是酰氯、烯基、炔基或卤素。15. 如权利要求l中的组合物，还包含与所述化合物结合的至少一种聚合物。16. 如权利要求15中的组合物，其中所述聚合物是聚酰胺、聚酯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚脲、聚氨酯和聚芳基醚。17. 如权利要求l中的组合物，其中所述含碳分子是富勒烯。18. 如权利要求l中的组合物，其中所述含碳分子是碳纳米管。19. 如权利要求l中的组合物，其中所述含碳分子是单壁碳纳米管。20. 如权利要求l中的组合物，其中所述含碳分子是多壁碳纳米管。21. 如权利要求1中的组合物，其中W、R2和R3中的任意两个连接形成环。22. 如权利要求21中的组合物，其中R1和R3连接形成包含至少6个环原子的环。23. 包含如权利要求l中的组合物的传感器。24. 包含如权利要求l中的组合物的光伏器件。25. 包含如权利要求l中的组合物的电极。26. 包含如权利要求l中的组合物的用于聚合物制品的增强元件。27. 包含如权利要求l中的组合物的化妆品。28. 包含如权利要求l中的组合物的生物成像剂。29. 包含如权利要求l中的组合物的医学诊断剂。30. 包含如权利要求l中的组合物的晶体管。31. 包含如权利要求l中的组合物的溶液。32. 包含如权利要求1中的组合物的分散体。33. 包含如权利要求l中的组合物的离子组合体。34. 包含如权利要求l中的组合物的聚合物机械致动器。35. 如权利要求l中的组合物，其中所述化合物包含DNA。36. 如权利要求l中的组合物，其中所述化合物包含RNA。37. 如权利要求l中的组合物，其中所述化合物包含PNA。38. 如权利要求l中的组合物，其中所述化合物包含蛋白质。39. —种组合物，其包含芳环稠合网络和含有经由两个原子稠合到所述网络上的五元碳环的官能团，其中所述芳环稠合网络任选含有其在此终止的边界，并且这两个原子是所述网络的至少两个芳环的环原子。40. 如权利要求39中的组合物，其中所述含碳分子是富勒烯。41. 如权利要求39中的组合物，其中所述含碳分子是碳纳米管。42. 如权利要求39中的组合物，其中所述含碳分子是单壁碳纳米管。43. 如权利要求39中的组合物，其中所述含碳分子是多壁碳纳米管。44. 如权利要求39中的组合物，其包含具有下式的化合物，其中A是包含非平面芳族部分的含碳分子；R、R^P RS可以相同或不同，并且各自是原子或化学基团，其中W、I^和W中的至少一 个可以替换为第二原子或化学基团或可以在对所述化合物的除W、^或I^外的其余部分呈 非反应性的条件下参与连接到第二原子或化学基团上；禾口-是单键或双键。45. —种合成经取代的含碳分子的方法，包括使炔、包含非平面芳族部分的含碳分子和亲核体反应以形成取代的含碳分子，其中所 述亲核体具有pKa大于5. 0的共轭酸。46. 如权利要求45中的方法，包括进一步使所述经取代的含碳分子与官能团前体反应以在所述官能团和所述含碳分子 之间形成键。47. 如权利要求45中的方法，其中所述非平面芳族部分包含芳环稠合...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西M斯韦格，张伟，
申请(专利权)人：麻省理工学院，
类型：发明
国别省市：US[美国]