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C60及其衍生物因其独特的碳笼空间结构和物化性能,引起国内外各领域研究者的极大兴趣。人们通过各种化学方法将不同的功能基团修饰到碳笼表面,进而丰富了C60的性能和应用。[2+3]环加成反应一直是C60化学修饰的重要方法,其具有步骤简单、产物稳定、副产物少等优点。本论文通过C60的[2+3]环加成以及羟基化反应,合成了三种含有不同功能基团的C60衍生物,并将其作为新型电极材料,成功应用于槲皮素和绿原酸中草药有效活性成分的高灵敏检测。具体内容如下:(1)以C60、苯甲醛和L-色氨酸为原料,通过[2+3]环加成反应合成了互为同分异构体的两种C60吡咯烷衍生物。采用硅胶柱色谱法对粗产物进行分离,制备液相色谱进一步纯化,得到了目标产物2-苯基-5-(1-吲哚基甲基)C60吡咯烷衍生物(即C60-SE1和C60-SE2)。借助高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)、氢核磁共振(1HNMR)、傅里叶红外光谱(FTIR)、超高分辨质谱(MS/MS2)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(FLS)技术对其结构和谱学性能进行了表征。(2)以C60、对苯二甲醛和L-丝氨酸为原料,同样采用[2+3]环加成合成方法,选用不同分离和纯化条件,先后通过硅胶柱色谱和制备液相色谱对粗产物进行分离和纯化,成功获得2-(4-甲酰基苯基)-5-(1-羟基甲基)C60吡咯烷衍生物。借助HPLC-MS、1HNMR、FTIR、超高分辨MS/MS2以及UV-Vis和FLS技术对其结构和谱学性能进行表征,确定其分子式为C70H11NO2,产率达到38.04%。(3)通过直接滴涂法在玻碳电极(GCE)表面修饰上C60吡咯烷衍生物C60-SE1,制得一种新型电化学传感器C60-SE1/GCE。以[Fe(CN)6]3-/4-为探针,采用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对修饰电极制备过程及电化学性能进行了表征。选用磷酸盐缓冲液(PBS)为支持电解质,借助CV和微分脉冲伏安(DPV)技术对槲皮素进行检测。实验结果表明,槲皮素在C60-SE1/GCE上有一对良好的氧化还原峰。该传感器检测槲皮素的最佳优化条件如下:C60-SE1的滴涂量为5.0μL,PBS缓冲溶液p H为3.0。在最佳条件下,槲皮素峰电流值与其浓度在1.0×10-8 mol/L-6.0×10-6 mol/L范围内呈现良好的线性关系,检测限为6.1×10-9 mol/L(S/N=3)。(4)将水溶性多羟基C60衍生物—富勒醇(FC)和氧化石墨烯(GO)按照一定质量比例超声,制备了一种新型纳米复合材料FC-GO。通过扫描电子显微镜(SEM)考察了材料的微观形貌。借助壳聚糖(CS)良好的成膜性将FC-GO修饰于GCE表面,构建了一种新型的电化学传感器(FC-GO/CS/GCE)。以[Fe(CN)6]3-/4-为探针,采用CV和EIS对GCE、CS/GCE、FC/CS/GCE、FC-GO/CS/GCE的电化学性能进行了表征,结果表明FC-GO/CS/GCE较其它电极具有更优越的导电性。以PBS为缓冲溶液,通过CV和DPV对绿原酸进行检测。实验结果显示,绿原酸在FC-GO/CS/GCE上具有一对良好的氧化还原峰。该传感器检测绿原酸的最佳优化条件如下:FC与GO质量比为1:5,PBS缓冲溶液p H为2.5。在最佳条件下,绿原酸峰电流值与其浓度在5.0×10-8 mol/L-1.1×10-5mol/L浓度范围内呈现良好的线性关系,检测限为4.6×10-9 mol/L(S/N=3)。