六氯環(huán)戊二烯合成C-,60-片段的研究.pdf

1、富勒烯及相關(guān)問題的研究開辟了全新的學(xué)科領(lǐng)域，它不但涉及到化學(xué)，物理學(xué)，生物學(xué)，而且還涉及到天體物理學(xué)，地質(zhì)科學(xué)，醫(yī)藥科學(xué)，納米技術(shù)科學(xué)等幾乎所有學(xué)科。它的發(fā)現(xiàn)向有機(jī)合成化學(xué)家提出了艱巨的合成挑戰(zhàn)，用逐步合成法，能得到每一個(gè)中間體，則對(duì)于富勒烯的形成機(jī)理研究相當(dāng)有價(jià)值。因此從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面探索化學(xué)合成富勒烯片段成為當(dāng)前世界各國(guó)科學(xué)家研究的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。本文設(shè)計(jì)了從六氯環(huán)戊二烯，聯(lián)五氯環(huán)戊二烯和全氯富烯合成富勒烯片段的新方法，并指出了其

2、中的全氯富烯是具有研究前景的一種化合物。在綜述了目前富勒烯及其片段國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過六氯環(huán)戊二烯，聯(lián)五氯環(huán)戊二烯，全氯富烯合成富勒烯片段的研究，為合成更大的C60片段提供合成方面的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 綜述了C60及富勒烯家族的合成方法，如激光法、電阻加熱法、電弧法、高頻誘導(dǎo)加熱法、太陽能聚焦加熱法等，特別是在有機(jī)合成的基礎(chǔ)上，提出了合理的合成路線，并綜合分析了這些路線的合理性和優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)原料便宜易得、實(shí)驗(yàn)操作易行，產(chǎn)物易分離

3、，反應(yīng)易于控制等原則，設(shè)定了從六氯環(huán)戊二烯、聯(lián)五氯環(huán)戊二烯，全氯富烯通過金屬來脫氯合成富勒烯片段的合成路線。 六氯環(huán)戊二烯與金屬的脫氯反應(yīng)，考察了反應(yīng)溫度、催化劑的用量等因素對(duì)反應(yīng)活性的影響。結(jié)果表明，N,N-二甲基甲酰胺對(duì)六氯環(huán)戊二烯用銅粉脫氯有很好的催化作用?？疾炝寺?lián)五氯環(huán)戊二烯在金屬下脫氯、加熱脫氯、碘化鉀脫氯，硫代硫酸鈉脫氯聚合的反應(yīng)。結(jié)果表明，在二價(jià)銅的催化下，銅在80％的乙醇中可以高效地對(duì)聯(lián)五氯環(huán)戊二烯進(jìn)行脫氯，生成

4、全氯富烯?？疾炝巳雀幌┰诮饘兮c、金屬銅的脫氯反應(yīng)，生成了新的化合物，結(jié)構(gòu)在確定中。 實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)所設(shè)計(jì)的合成路線進(jìn)行了深入的研究，討論了影響反應(yīng)的各種因素，各種中間體和目標(biāo)化合物的分離方法等；對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論。詳細(xì)敘述了合成多個(gè)化合物的具體操作步驟和提純方法，并根據(jù)IR、13CNMR圖譜、X-單晶衍射圖譜等確定了各化合物的結(jié)構(gòu)；對(duì)于化合物2,3,5,6,7-五氯-1-茚酮-4-甲酸乙酯，給出了用硅膠柱

5、色譜的分離方法和結(jié)果。對(duì)于中間體全氯代-2,6-二茚酮代提供了最佳合成時(shí)間和分離方法，并通過IR、1CNMR確定了其結(jié)構(gòu)。用硅膠柱色譜分離出的化合物2,3,5,6,7-五氯-1-茚酮-4-甲酸乙酯和全氯代-2,6-二茚酮，經(jīng)過單晶培養(yǎng)，得到了它們的X-單晶衍射圖譜，確定其結(jié)構(gòu)的正確性。 其中一些重要的化合物均采用新的合成方法，聯(lián)五氯環(huán)戊二烯，全氯富烯的合成及提純方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了全新的合成方法，改變了以往的純化方法，在實(shí)驗(yàn)操