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自从C60被发现以来,富勒烯独特的物理化学性质引起了人们的极大兴趣。富勒烯具有优良的非线性光学(NLO)性能,共轭双炔类有机分子有较大非线性光学系数,将C60与双炔类化合物结合在一起设计非线性光学材料是一个有意义的设想。根据以上设想设计合成了一系列嘧啶基取代戊二炔衍生物,使之与C60反应,合成了嘧啶基取代炔类C60衍生物。本文的研究工作摘要如下:1.介绍了C60的化学性质及13C NMR在C60衍生物的结构表征中的应用,回顾了C60衍生物的非线性光学研究进展。2.合成了5-(2-硫甲基-4-甲基)-嘧啶基-戊二炔-1-醇山梨酸酯(SPD),用IR、UV-vis 、1H NMR、13C NMR、DEPT、gCOSY、gHSQC和gHMBC等对其结构进行了表征。在光热条件下,此化合物发生分子内环加成形成苯环结构。3.对C60和SPD的反应条件进行了探讨,发现SPD与C60最佳反应条件为:避光,N2保护,在125~127℃下反应12~16h。4. C60与SPD反应,生成了三种C60衍生物:C60SPD1、C60SPD2、C60SPD3。对反应液中各组分的柱层析洗脱剂的选择进行了探讨,发现以甲苯-乙酸乙酯(氯仿)为洗脱剂可以较好地分离各组分。 <WP=4>5.用MS、IR、UV-vis 、1H NMR、13C NMR、DEPT、gCOSY、gHSQC和gHMBC等对C60SPD2结构进行了表征,并对其生成的可能机理进行了探讨。6.合成了嘧啶环取代二炔氮杂桥C60衍生物(C60NPD),用MALDI-TOF-MS和UV-vis对其结构进行了简单表征。7.在532nm、脉宽8ns条件下研究了C60NPD、C60SPD1、 C60SPD2和 C60SPD3的非线性光学特性。通过Z-扫描实验发现C60NPD有很强的非线性吸收和非线性折射,并获得了三阶非线性光学系数χ(3);C60SPD1、C60SPD2和C60SPD3非线性折射很小。同时也研究了光限幅特性,实验结果表明C60NPD有较低的光限幅箝位值。C60NPD的非线性折射和光限幅性能明显优于C60SPD1、C60SPD2和 C60SPD3。