《新型富勒烯碳雜稠環衍生物材料的合成與性能研究》是依託河南師範大學，由劉統信擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型富勒烯碳雜稠環衍生物材料的合成與性能研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：劉統信
- 依託單位：河南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
富勒烯及其衍生物正在被越來越多的套用於眾多領域，其功能化研究也因此成為關注的重點。本項目巧妙地將有機串聯合成策略結合過渡金屬鹽催化或促進的反應，套用到新型富勒烯碳雜稠環衍生物的合成與製備當中。以系列的鄰炔基芳基肟類/腙類、鄰炔丙基芳基肟類/腙類化合物為起始原料與[60]富勒烯反應，合成包括[60]富勒烯二氫異噁唑並喹啉類、四氫噁嗪並喹啉類、四氫吡唑並喹啉類以及四氫噠嗪並喹啉類在內的系列稠環衍生物。並利用獲得的這些衍生物作為中間體，開展二次衍功能化研究，合成其它新型的富勒烯加成產物。同時，對這些具有較大共軛體系的富勒烯稠環衍生物材料進行光電性能方面的測試。本項目的實施將進一步豐富富勒烯碳雜衍生物的合成方法，尤其對多環，稠環衍生物的合成具有重要的指導意義，為後續其它新型富勒烯功能材料的設計與合成提供借鑑。
結題摘要
富勒烯及其衍生物在眾多領域的套用，使其功能化研究成為關注的重點。本項目即擬利用過渡金屬作用的有機串聯合成策略，以鄰炔基芳基肟類/腙類、鄰炔丙基芳基肟類/腙類化合物為原料，製備系列新型的富勒烯碳雜稠環衍生物，並對獲得的衍生物進行光電性能方面的研究。 在項目執行中，我們發現設計實驗並沒有如預期進行而實現最初設計目標。通過改進和完善實驗方案，我們在如下功能化富勒烯的研究方面取得了一定進展： （1）設計利用鄰炔基芳醛磺醯腙與C60反應合成碳雜稠環衍生物過程中，發現了C60與磺醯腙在AgNO2作用下，經由醯腙中N−N鍵斷裂和AgNO2中氧原子轉移製備多樣性[60]富勒烯並異噁唑衍生物的新反應；同時發展了Ag2CO3促進的C60與磺醯腙和腈的三組分新反應，有效地實現了多樣化二取代[60]富勒烯並二氫吡咯衍生物的合成。 （2）研究了Cu(OAc)2存在下，N-磺醯基取代的鄰氨基苯乙酮/亞胺類化合物與C60的環加成反應，高選擇性地合成了新型的[60]富勒烯並四氫氮雜卓酮/亞胺衍生物；完成了Cu(II)與Mn(III) 共同作用下，N-磺醯基取代的鄰氨基苯基丙二酸酯類化合物與C60的自由基反應，選擇性地製備了新型的[60]富勒烯並二氫喹啉衍生物；發現並建立了C60與1,2-二芳基乙酮、芳基甲醯乙腈、乙醯乙醯芳胺以及1,3-二羰基類化合物反應構建多樣化二取代[60]富勒烯並二氫呋喃衍生物的Cu(I)催化反應體系。 （3）發展了以N-甲氧基苯甲醯胺類化合物為原料，利用內氧化策略，通過Fe(II)作用的接力串聯反應，依據底物中N-取代基團的不同，實現了[60]富勒烯並噁唑與新型1,2-醯胺富勒醇衍生物的選擇性合成；開展了以α位氮、氧和硫取代的肟酯類化合物為原料，Cu(I/II)催化的內氧化反應。依據α位取代基的不同，分別實現了非對稱[60]富勒烯並吡咯烷與單、雙取代[60]富勒烯並1-二氫吡咯衍生物的合成。 （4）發展了無金屬DDQ促進的氧化脫氫碳環化反應，合成了系列新型[60]富勒烯並四氫咔唑、硫芴、苯並噻吩與氧芴衍生物。我們相信這些工作不但利於後期實現該項目的最初設計，而且進一步豐富富勒烯衍生物的合成方法，為套用研究提供物質基礎和方法支持；並通過對反應機理的研究，為其它新型富勒烯功能材料的設計與合成提供借鑑。
