金屬富勒烯的高效提取與路易斯酸分類富集

《金屬富勒烯的高效提取與路易斯酸分類富集》是依託華中科技大學，由方紅雲擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：金屬富勒烯的高效提取與路易斯酸分類富集
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：方紅雲
• 依託單位：華中科技大學

項目摘要

目前從電弧法生產的原灰中獲得金屬富勒烯主要方式是溶劑提取，可得到多種可溶化合物，如M3N@C80和M@C82等，但溶劑法提取效率較低且對不溶物種完全無作用。實際上，原灰中的不溶物種含量和種類也有很多，對它們進行有效提取可極大豐富金屬富勒烯家族，並有可能發現新結構，加深對其生成機理的理解。本研究針對具有多種內包金屬團簇構型的含釔富勒烯開展研究。在電弧法高產率合成的基礎上，擬採用多種化學反應對原灰、提取殘渣或升華物進行處理，將其中多種不溶物種以衍生物的形式提取出來，並根據不同種類金屬富勒烯氧化還原性質的不同，採用多種路易斯酸對其進行分類富集，最大程度避免採用費時費力的高效液相色譜法。最終分離得到純品，採用各種先進手段解明其分子結構。

結題摘要

電弧法生產的原灰中總是空心富勒烯和金屬富勒烯共生，且前者的含量遠遠高於後者。鑒於此，本項目發展了路易斯酸鹼配對提取的新策略，首先針對具有多種內包金屬團簇構型的含釔富勒烯開展研究，在電弧法高產率合成的基礎上，採用SnCl4 為路易斯酸沉澱劑，獲得了只富集金屬物種的混合物，從而最大程度地避免了費時費力的高效液相色譜法。最終分離得到一系列純淨化合物，並採用單晶X-射線衍射法解明它們的分子結構，發現了一系列新現象和新結果：如得到迄今最大的富勒烯碳籠C108；在Y2C2n系列中發現Y-Y鍵的存在。此外，該富集方法還可以拓展到含鑥金屬富勒烯的高效提取方面，同時也發現了Lu-Lu鍵的存在。另外，我們系統考察了不同金屬富勒烯作為路易斯酸與氮雜環卡賓（路易斯鹼）的酸鹼配對反應，發現碳籠的位阻效應是此類反應高選擇性的一個重要因素，為今後設計合成金屬富勒烯基雜環化合物提供了有益的借鑑。本項目已發表論文6篇，其中在IF＞9的期刊發表論文3篇。