[發明專利]C70富勒烯衍生物及其制備方法

無效

• 申請號: 201210072566.6
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102627617A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 高翔;倪玲;楊微微
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C07D263/52
• 分類號: C07D263/52;C25B3/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波;逯長明

技術領域

本發明涉及富勒烯衍生物領域，特別涉及C₇₀富勒烯衍生物及其制備方法。

背景技術

富勒烯是繼金剛石、石墨和線性碳之后人類發現的碳元素的第四種晶體形態，以球狀、橢圓狀或管狀結構存在。富勒烯與石墨結構類似，但石墨的結構中只含有六元環，但富勒烯結構中存在五元環。富勒烯種類很多，包括C₆₀、C₇₀、C₂₈、C₃₂、C₂₄₀、C₅₄₀、C₇₈、C₈₂、C₈₄、C₉₀和C₉₆等，其中C₆₀和C₇₀是最常見的，也是能夠量產的富勒烯。

1985年Robert?Curl等人制備了C₆₀。1989年，德國科學家Huffman和Kraetschmer的實驗證實了C₆₀的籠型結構，從此物理學家所發現的富勒烯被科學界推向一個嶄新的研究階段。C₇₀是繼C₆₀之后含量第二豐富的富勒烯分子，它具有D_5h對稱性，并且有八種不同的C-C鍵(Taylor?J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，1990，1423～1425)。C₇₀負離子富含電子，能與親電試劑反應，豐富了富勒烯化學反應的內容。

富勒烯的化學修飾是富勒烯研究領域的重點(Hirsch，Fullerenes：Chemistry?and?Reactions；Wiley-VCH?Verlag?GmbH?&?Co.KGaA：Weinheim，Germany，2005)。到目前為止，人們已經合成了大量的功能化富勒烯衍生物，它們在有機太陽能電池(Kim，Science，2007，317：222～225)，生物醫藥(Nakamura.Acc?Chem?Res.2003，36：807～815)等方面具有潛在的應用價值。而且，科研人員發現C₇₀衍生物在太陽能電池的轉換效率上要優于C₆₀衍生物(Troshin，Chem.Sus.Chem.2011，4：119～124)，因此研究C₇₀富勒烯衍生物的合成方法具有重要的意義。

2008年，高翔等(J.Org.Chem.2008，73：3159～3168)公開了以C₆₀的三負離子為反應起始物，利用電化學方法制備含有噁唑啉環的C₆₀富勒烯衍生物的方法。由于C₆₀是全對稱分子，因此產物中噁唑啉環在生成的衍生物中不存在選擇性。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供C₇₀富勒烯衍生物及其制備方法，所述C₇₀富勒烯衍生物具有區域選擇性，反應時間短。

本發明提供了一種C₇₀富勒烯衍生物，具有式(A)或式(B)結構：

本發明提供了一種C₇₀富勒烯衍生物的制備方法，包括以下步驟：

a)在惰性氣體保護下，對C₇₀進行還原電位電解，得到C₇₀^2-或C₇₀^3-；

b)所述步驟a)得到的C₇₀^2-或C₇₀^3-與氧氣和苯甲腈反應，得混合溶液；

c)將所述步驟b)得到的混合溶液進行氧化處理，得到具有式(A)結構的C₇₀富勒烯衍生物；

優選的，所述步驟a)中，所述還原電位電解以飽和甘汞電極作為參比電極，電壓為-0.8V～-1.5V。

優選的，所述步驟a)中，所述還原電位電解在含有電解質的苯甲腈中進行。

優選的，所述步驟a)中，所述電解質為四丁基氯化銨或四丁基高氯酸銨。

優選的，所述步驟c)中，所述氧化處理的電壓為0V。

本發明還提供了一種C₇₀富勒烯衍生物的制備方法，包括以下步驟：