富勒烯化学是一门新兴的尖端学科,已被列为21世纪的100个难题之一。而富勒烯区域化学,富勒烯及其衍生物的非线性光学效应及富勒烯的化学掺杂反应是当前富勒烯化学的前沿,更是当前研究的热点。本论文全面综述了富勒烯的物理性质,化学反应性质,光谱性质及非线性光学性质等,以及由此而产生的各种潜在应用。基于探讨富勒烯的区域化学及为激光防护寻找理想的材料,本文首次成功的设计和合成了一系列C60双氮杂桥衍生物和三氮杂桥衍生物,通过用FTIR,MALDI TOF MS,UV-vis,1HNMR和13CNMR等测试手段对6个衍生物进行了结构表征,并辅以HyperChem软件包量子化学AM1程序计算了它们的相对能量,结合相对产率佐证了化合物稳定存在的结构。 根据文献报道和实验总结出了富勒烯与烷基叠氮化合物的反应条件和产物的分离条件,并对化合物结构与色谱极性的关系作了归纳总结。以氯苯为反应介质,先在低温(85℃)下反应数小时再回流要比直接回流的设计产物产率高,副产物少;所有的主要产物和目前结构表征清楚的产物均为[5,6]开环结构异构体; <WP=3>(3)常规常压柱层析是分离富勒烯衍生物的简单而又行之有效的方法,甲苯是淋洗剂中必不可少的主要成分之一; (4)在侧链其它部分相同的情况下,多加成产物要比单加成产物的色谱极性大;硝基衍生物比乙基衍生物的色谱极性大许多;[5,6]开环结构异构体要比[6,6]关环异构体色谱极性小,产率高。通过在富勒烯同一个表面环上对其多官能团化后,衍生物的球体积和表面环孔扩大了很多,预计有可能引入小分子,产生某些有意义的光电性质材料,这为富勒烯的实际应用提供了一条思路。