内包金属富勒烯衍生物La@C82-(C4N2H8)mHn 的合成与表征.pdf

V01．3l 高等学校化学学报 No．10 OFCHINESEUNⅣERSn。IES 1976～198l 2010年lO月 CHEMICALJOURNAL 内包金属富勒烯衍生物 La@C82-(C4N2H8)mHn的合成与表征 戴富才1”，常菲1，任同祥2，孙宝云2 (1．内蒙古大学化学化工学院，呼和浩特01002l； 2．中国科学院高能物理研究所，纳米生物效应与安全性中国科学院重点实验室，北京100049； 3．廊坊师范学院化学与材料科学学院，廊坊065000) 摘要在常温、Ar气保护下研究了金属富勒烯与哌嗪(Pipe啦i舱)的反应，并用硅胶柱分离了3种金属富勒 烯衍生物．用激光解析飞行时间质谱、紫外一可见-近红外光谱和傅里叶变换红外光谱等手段分析确定其结构 空富勒烯相比，金属富勒烯反应活性更高，产物加成数目更多． 关键词金属富勒烯；衍生物；激光解析飞行时间质谱；紫外-可见-近红外光谱；傅里叶变换红外光谱 中图分类号0627 文献标识码A 文章编号0251JD790(2010)10—1976J06 内包金属富勒烯既有金属原子的性质，又具有富勒烯的性质，由于其独特的电子结构和几何结 构，因此有望发展成为超导、有机铁磁体、非线性光学材料、功能分子器件、核磁造影剂及生物试剂等 新型材料，具有广阔的应用前景¨“J．金属富勒烯研究的一个重要方面就是其衍生物的合成与表 征“J．对碳笼外部的化学修饰研究最多的是环加成，如过量的N：c。。H。。与La@C。：在室温、高压汞灯 氨酸与Gd@c82在甲苯溶液中，于加热条件下可进行1，3一偶极环加成反应¨01，合成环加成产物 催化且Ar气保护下，可合成并分离单键加成产物La@c跎一cBr(COOc2H5)：【11|． 本文分别以IJa@C舱和C∞与哌嗪反应，合成了富勒烯和内嵌金属富勒烯衍生物，并分离出金属富 与碳笼的相互作用． 1 实验部分 1．1试剂与仪器 甲苯、二氯甲烷及无水甲醇(分析纯，北京化工一厂)；哌嗪(分析纯，天津阿法埃莎化学有限公 司)；9一硝基蒽(分析纯，上海天尔化工有限公司)；硅胶(分析纯，200～300目，青岛海洋化工厂)． mm× 250 mm×250 mm，日本Nacalai mm，日本NacalaiTe8que公司)与Buck)，pr叩(20 Tesque公司)；硅胶 cm×15 柱(2 计(I舢bda950，美国Perkin 收稿日期：20lO奶-22． 目(批准号：Ls孤伽|0901)资助． 联系人简介：常菲，女，博士，教授，博士生导师，主要从事无机稀土功能材料化学研究．E一呦iI：chfei@pku．循g．∞ 孙宝云，女，博士，研究员。博士生导师。主要从事碳纳米材料研究．E．mail：砌岫_@ill印．∞．％ 万方数据 No．10 戴富才等：内包金属富勒烯衍生物La@c82-(c．N2H8)。H。的合成与表征1977 1．2 La@C配及其哌嗪衍生物的合成与分离 La@C跎的合成、提取与分离方法按文献[12，13]方法进行．即利用直流电弧放电法合成含有 光解析飞行时间质谱和高效液相色谱确定其纯度大于99％． 将L丑@C。：与哌嗪以不同摩尔比混合，在不同温度下进行反应．最佳反应条件：n(La@c跎)／n(哌 嗪)=1：8，取25 mL甲苯中，并置于250mL两颈瓶中；另取15．3mg哌嗪溶于20 mgIJa@C82溶于200