基于[60]富勒烯吲哚啉的酮羰基和酯羰基化的电化学合成研究

摘要

迄今为止，富勒烯及其衍生物因其在材料科学、光电器件以及生物医药等方面的广阔应用前景，科学家们长期致力于富勒烯官能化研究工作。截至目前，富勒烯表面修饰的主要方法及策略包括亲核加成、环加成、自由基加成和氢化反应等等。近年来，金属催化的方法也为富勒烯修饰提供了新策略以及较高的合成效率。然而，上述方法通常需要较高温度、较长的反应时间以及昂贵的金属催化剂等，这也极大地限制了其应用的范围。因此，我们课题组将电化学方法应用于富勒烯表面修饰中，其不仅克服了传统合成方法的缺陷，还在富勒烯多加成衍生物的选择性合成中表现出其特有的优势。
　　在众多的富勒烯衍生物中，羰基官能化的富勒烯衍生物更是被科学家们广泛地关注。这是因为，在有机合成化学中，羰基官能团既能进一步被氧化成羧酸类衍生物，又能够通过还原的方式得到相应的醇类衍生物等具有进一步衍生价值的衍生物。基于我们课题组前期的研究工作，我们首次将电化学方法应用于富勒烯多加成羰基类衍生物的合成中。通过廉价易得的酰氯、氯甲酸酯类试剂与[60]富勒烯吲哚啉二负离子反应，均能高效选择性地得到1，2，3，16-羰基官能化的[60]富勒烯吲哚啉衍生物。同时，我们通过氘代实验验证了富勒烯质子的来源并非来自于溶剂中残留的少量水，而是来源于其它更活泼的质子源，并对该反应过程提出了合理的机理。此外，我们还对羰基官能化的[60]富勒烯吲哚啉衍生物在酸性条件或碱性条件下的稳定性进行了深入的研究、并给出了合理的阐述。
　　后来，我们将供电子基取代的[60]富勒烯吲哚啉二负离子与邻苯二甲酰氯等酰氯试剂反应，成功得到了1，3，4，9-加成模式的二羰基化富勒烯，并对该反应提出了合理的解释。同时，我们还对单羰基化与双羰基化过程的做出了更进一步的研究与阐述。

目录

声明

摘要

1．1 引言

1．2 电化学在富勒烯化学中的应用

1．2．1 富勒烯的电化学性质

1．2．2 富勒烯的电化学衍生

1．3 富勒烯羰基化衍生物

1．4 富勒烯衍生物的应用

第二章 [60]富勒烯吲哚啉的单羰基化衍生物电化学合成

2．1 引言

2．2 实验结果与讨论

2．2．1 [60]富勒烯吲哚啉的合成

2．2．2 1，2，3，16-[60]富勒烯吲哚啉四加成衍生物的合成

2．2．3 1，2，3，16-[60]富勒烯吲哚啉羰基类衍生物的合成

2．2．4 1，2，3，16-[60]富勒烯吲哚啉羰基类衍生物中的稳定性研究

2．3 实验部分

2．4 本章小结

第三章 [60]富勒烯吲哚啉的双羰基化衍生物电化学合成

3．1 引言

3．2 实验结果与讨论

3．2．1 [60]富勒烯吲哚啉与邻苯二甲酰氯反应

3．2．2 [60]供电子基取代的富勒烯吲哚啉与邻苯二甲酰氯反应

3．3 实验部分

3．4 本章小结

参考文献

新化合物数据

实验仪器及试剂

部分化合物谱图

发表论文列表

致谢