论文部分内容阅读
凡是仅有碳一种元素构成的，以椭圆状、球状或管状结构存在的物质，都被称为富勒烯，其中C60是球状结构中达到稳定状态的最小的分子。本文中如不作特殊说明，所述富勒烯均为C60。富勒烯分子独特的结构决定了它独特的物理化学性质。研究表明，富勒烯在物理学、材料学、化学和生物医学等众多领域具有应用价值。在生物医学方面，生物体的环境大部分都是水环境，C60是非极性分子，在水中的溶解度小，限制了它的应用，因此提高富勒烯的水溶性具有重要的理论和实际意义。本研究利用富勒烯和溴单质反应，生成溴代富勒烯。FT-IR和TG证明产物分子式为C60Br24。以C60Br24为中间物质，设计合成一系列水溶性富勒烯衍生物。首先用NaOH和C60Br24反应合成富勒醇C60(OH)24，采用透析袋透析提纯产物，得到纯净的C60(OH)24，用FT-IR、NMR和TG表征产物的结构其次以溴代富勒烯、乙醇（甲醇）和氢氧化钠为原料制备带乙（甲）氧基的富勒醇。将C60Br24良好分散在乙醇（甲醇）中，然后与氢氧化钠水溶液混合反应。反应结束后用盐酸调节溶液pH，使盐析出，离心取上清液，旋蒸，依次用丙酮、四氢呋喃和苯萃取获得产物。最后用硅胶柱层析的方法得到纯净的带乙（甲）氧基的富勒醇，产物呈现出两亲性。用FT-IR、NMR表征产物的结构。分别用硫脲（CN2H4S）和硫氢化钠（NaSH）与C60Br24反应，设计合成富勒烯巯基衍生物C60(SH)x。以硫脲为原料时，首先通过C60Br24与硫脲水溶液的回流反应制备异硫脲盐，进一步水解得到目的产物。实验结果证明没有生成富勒烯巯基衍生物，反应主要生成了C60和斜方硫S8。硫氢化钠法制备富勒烯巯基衍生物分为不加碱法和加碱法。所谓不加碱法，是用NaSH和C60Br24直接反应。加碱法是在NaSH和C60Br24反应的基础上，加入NaOH，利用NaOH对NaSH中H的作用来制备富勒烯巯基衍生物。NMR、FTIR等测试初步证明两种方法都可以合成C60(SH)x，还需进一步对产物进行提纯和表征。