《富勒烯骨架修飾及其套用研究》是依託中國科學技術大學，由王官武擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：富勒烯骨架修飾及其套用研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：王官武
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
通過以富勒烯新反應為導向、採用機械研磨等非常規技術、以及功能為導向的富勒烯衍生物的合成研究，系統探索包括富勒烯、內嵌金屬富勒烯在內的自由基反應、碳-氫鍵活化、與苯炔的[2+2]環加成、與1,3-偶極子的[2+3]環加成等化學反應；通過過氧鍵的斷裂引發富勒烯骨架的碳-碳鍵斷裂，進而合成含過氧基團富勒烯衍生物及其富勒烯開孔化合物，並藉助一些可逆反應對孔徑大小的調控從而控制開孔富勒烯與小分子形成的包合物；從富勒烯開孔化合物出發製備若干雜富勒烯；篩選出具有光反應活性的富勒烯的新型衍生物，然後將其作為電子受體製備出新型的有機聚合物太陽能電池，通過最佳化其結構得到具有較高光電轉換效率的新型聚合物太陽能電池器件。
結題摘要
以富勒烯新反應和功能為導向，研究C60、C70、大碳籠富勒烯的新型反應和富勒烯骨架修飾以及新型內嵌金屬富勒烯的製備及反應，對富勒烯化學具有重要的理論意義和套用前景。主要研究成果如下： 將鈀催化官能團導向的C–H鍵活化反應和金屬鹽催化/促進的自由基反應套用於富勒烯化學，合成了富勒烯環狀化合物，並可進一步轉換為結構新穎的富勒烯產物；研究了C60/C70的多氨基化反應；通過骨架轉變使大碳籠富勒烯的碳籠縮小合成了含七元環的非常規富勒烯氯化衍生物；合成和分離基於單金屬氰化物原子簇的新型內嵌富勒烯MNC@C2n (M=Tb, Y, 2n=82, 76)，並研究了其單分子磁性；研究了Sc3N@Ih-C80與芳基疊氮的熱和光反應，獲得了[5,6]-和[6,6]-開孔氮雜三元環兩種異構體。 系統探索了多種富勒烯骨架碳碳鍵的選擇性切斷方法，建立了一種基於過氧化物的富勒烯骨架修飾途徑，合成了一系列結構新穎的開孔富勒烯衍生物。開展了富勒烯骨架碳的選擇性取代反應研究，探討合成雜富勒烯的可能途徑。已合成了一系列單氮雜富勒烯C59N及其衍生物，並進而用於合成類雙氮雜富勒烯。同時還合成了一些類氧雜富勒烯衍生物。最近合成了基於富勒烯的大環配體，發現該配體對於銅離子有選擇性配位作用。 通過一步法合成了乙醇胺修飾的新型富勒烯衍生物C60-ETA，並將其作為電子傳輸層分別取代反型和正型聚合物太陽能電池傳統的ZnO和Ca，在不同活性層體系中電池效率均高於相應的基於相應傳統的ZnO或Ca電子傳輸層體系，證明了C60-ETA作為新型電子傳輸層的套用前景。
