内嵌钇金属富勒烯的合成、分离及化学性质的研究随着科学的发展与进步,一些新的碳的同素异型体陆续被发现,如富勒烯、石墨烯等。
其中研究的重点为内嵌富勒烯,即碳笼内部嵌入了金属或其他元素的特殊富勒烯,由于内嵌富勒烯具有特殊的物理性质和化学性质,因此在生物医药、电子期间等领域具有广泛的应用。
本研究主要是包括以下几个方面:1.通过直流电弧放电的方法制备了金属钇富勒烯的原灰,以二硫化碳为溶剂提取原灰,然后旋蒸置换成甲苯溶液,最后利用高效液相色谱（HPLC）分离、纯化金属富勒烯,最终得到了纯度很高的
Y@C<sub>s</sub>-C<sub>82</sub>、
Y<sub>2</sub>@C<sub>3v</sub>-C<sub>82</sub>以及
Y<sub>2</sub>C<sub>96</sub>的样品,并且分别对
Y@C<sub>s</sub>-C<sub>82</sub>、
Y<sub>2</sub>@C<sub>3v</sub>-C<sub>82</sub>以及
Y<sub>2</sub>C<sub>96</sub>进行了包括质谱、光谱等在内的表征。
2.通过
Y<sub>2</sub>@C<sub>3v</sub>-C<sub>82</sub>或C<sub>60</sub>的两个
1,3-偶极的反应探讨了Y<sub>2</sub>@C<sub>3v</sub>-C<sub>82</sub>的化学性质。
利用Y<sub>2</sub>@C<sub>3v</sub>-C<sub>82</sub>或C<sub>60</sub>与N-苯基苯碳酰亚肼基氯（DPNI）的高选择反应,得到了相应的稳定的富勒烯衍生物
Y<sub>2</sub>@C<sub>3v</sub>-C<sub>82</sub>(C<sub>13</sub>N<sub>2</su b>H<sub>10</sub>)（2a）和
C<sub>60</sub>(C<sub>13</sub>N<sub>2</sub>H<sub>10</sub>)（2b）。
同时,通过Y<sub>2</sub>@C<sub>3v</sub>-C<sub>82</sub>或C<sub>60</sub>与N-甲氧基甲基-N-（三甲基硅烷）苄基胺（SMBA）的高选择性反应得到了相应的两个稳定的富勒烯衍生物
Y<sub>2</sub>@C<sub>3v</sub>-C<sub>82</sub>(C<sub>9</sub>NH<sub>11</s ub>)（4a）或C<sub>60</sub>(C<sub>9</sub>NH<sub>11</sub>)（4b）。
并且对这些衍生物进行了一系列的表征。
吸收光谱测试结果表明这两个反应都改变了Y<sub>2</sub>@C<sub>3v</sub>-C<sub>82</sub>的电子结构,同时
C<sub>60</sub>的电子结构也都发生了改变;单晶X射线衍射的结果显示
Y<sub>2</sub>@C<sub>3v</sub>-C<sub>82</sub>(C<sub>13</sub>N<sub>2</su b>H<sub>10</sub>)（2a）、
Y<sub>2</sub>@C<sub>3v</sub>-C<sub>82</sub>(C<sub>9</sub>NH<sub>11</s ub>)（4a）和C<sub>60</sub>(C<sub>9</sub>NH<sub>11</sub>)（4b）的加成位置均在[6,6]-键;3.通过Y@C<sub>s</sub>-C<sub>82</sub>和溴代丙二酸二
乙酯在DBU的催化作用下反应,获得了4种富勒烯衍生物,得到其中产物3的单晶,并对其结构和性质进行了表征。
吸收光谱测试结果表明该反应明显改变了
Y@C<sub>s</sub>-C<sub>82</sub>的电子结构;单晶X射线衍射的结果显示
Y@C<sub>s</sub>-C<sub>82</sub>的衍生物为单键加成,并且加成的位置位于两个六元环和一个五元环的顶点;。