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富勒烯吡咯烷衍生物的合成及理论研究

曹丽  
【摘要】:自从发现并能宏观量制备C_(60)以来,已经合成了一系列具有特殊性质的[60]富勒烯衍生物。为了充分利用其特殊的性质,国内外科研人员在开发、应用上做了大量的研究工作,取得了可喜的成果,到现在为止,对C_(60)及其衍生物的研究已经渗透到除纯数学以外的几乎所有学科领域。研究表明,C_(60)及其衍生物在高分子工业、固体润滑、电池制造工业、固体火箭燃料、生命科学、医学科学等诸多领域具有广阔的应用前景,C_(60)的研究代表了当前国际新材料研究的潮流。 本文利用1,3偶极环加成反应合成了4种稳定的单加成的C_(60)吡咯烷衍生物,N-甲基-2-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-3,4-富勒烯吡咯烷、N-甲基-2-(4-氨基苯基)-3,4-富勒烯吡咯烷、N-甲基-2-苯甲醛基-3,4-富勒烯吡咯烷、富勒烯偶氮衍生物等。并用~1H-NMR,~(13)C-NMR,FT-IR,ESI-MS,UV-Vis等进行了表征,确定了化合物的结构。同时进行了荧光性质的研究,结果表明C_(60)对称性遭到破坏时在室温下有荧光性质。 运用量子化学密度泛函的方法,在3-21G水平上对分子的几何构型进行了优化,得到最稳定几何构型,讨论了化合物的电子结构和前线分子轨道能级分布。在优化构型的基础上用INDO/S方法计算了此化合物的电子光谱,结果与实验值一致。


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