富勒烯的化学研究进展
富勒烯及其衍生物在医药领域的应用研究进展
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富勒烯提取
富勒烯提取
摘要：
1.富勒烯的简介
2.富勒烯的提取方法
3.我国在富勒烯提取方面的研究进展
4.富勒烯的应用前景
正文：
富勒烯（Fullerene）是一种由碳原子组成的球形分子，具有许多独特的性质，如高强度、高热导率、高抗氧化能力等。
自1985 年被发现以来，富勒烯引起了科学界的广泛关注，被认为在材料科学、能源、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
富勒烯的提取方法主要有两种：一种是热解法，另一种是化学气相沉积法（CVD）。
热解法是通过高温将碳源分解为碳原子，然后这些碳原子聚集成富勒烯分子。
化学气相沉积法则是利用气相中的碳原子在固体表面沉积，形成富勒烯薄膜。
我国在富勒烯提取方面取得了一系列重要进展。
例如，我国科学家成功实现了富勒烯的高效提取，以及通过改进热解法和CVD 法制备出高质量的富勒烯材料。
此外，我国还积极开展富勒烯在材料科学、能源、生物医学等领域的应用研究，取得了一系列具有国际影响力的成果。
富勒烯在许多领域具有广泛的应用前景。
例如，在材料科学领域，富勒烯可以作为高强度、高热导率的结构材料；在能源领域，富勒烯可以作为高能量
密度的超级电容器电极材料；在生物医学领域，富勒烯具有抗氧化、抗炎、抗癌等生物活性，有望开发成新型药物或生物成像试剂。
总之，富勒烯作为一种具有独特性质的碳分子，引起了全球科学界的关注。
我国在富勒烯提取方面取得了一定的成绩，并在应用研究方面取得了突破。
富勒烯衍生物在骨科领域的研究进展
骨性关节炎 （ ｓ ｏｒ ｒｉ， Ａ） Ｏ ｔ ａ ｈｉｓ Ｏ 是一种以关节软骨的变性 、 ｅ ｔ ｔ 破坏及骨质增生为特 征 的慢性关 节病 。其 发生 率随 年龄 的增 高而增多 ， 是老 年人 常见 的关节 病变 。Ｏ Ａ的病 理基 础是关 节 软骨的退变 ， 软骨基质 内糖蛋 白丢失 ， 关节 表层软骨 的软化 ， 在 承受压力的部位 出现 损伤 ， 软骨 逐渐 片状脱 落 ， 使软 骨层变 薄 甚至消失 ， 而引起老年 患者疼 痛不适 、 进 行走不便 等症状 。Ｙ — ｕ ｄｈ等 用家兔建立 Ｏ ｏ Ａ模 型 ， 分别 向兔关节 腔 内注 射水溶 性 富勒烯衍生物和过氧化物 （ ： ， Ｈ Ｏ ） ８周后 ， 在兔 Ｏ Ａ的模 型 中 ， 过氧化物能明显加重兔关节 内软骨的退变 ， 水溶性 富勒烯衍生
糖 皮质 激素是 临床 用 于治疗 多 种不 同疾病 的常 见药 物 。 应 用糖皮 质激 素 后 的不 良反 应 也 为 大 家所 熟 知 。在 骨科 领 域， 大量研究 表明激 素是导致 骨坏死 的重要原 因 ， 骨坏死 在 的病例 中 ， 以股骨 头坏 死 为 常见 。在对 激 素性 股骨 头 坏死 尤 发 病机 制研究 中 ， ｏ ｍ等 通过 对 ５ Ｙｕ ８名 股 骨头 坏死 患 者 的
２１ ０２年 ８月第 ３ ９卷 第 ｌ ５期
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． ． 塑
・
９ ・ ３
・
综
述
・
富 勒烯 衍 生 物 在 骨科 领 域 的研 究 进 展
孙 京涛 刘 宏建 王 义 生
富勒烯的发现
长期以来，人们只知碳的同素异形体有三种：金刚石、石墨和无定形碳。
自1985年发现了巴基球，1991年、1992年又相继发现了巴基管（碳纳米管）和巴基葱、碳有了第四种同素异形体——富勒烯。
一、巴基球的发现英国萨塞克斯大学的波谱学家克罗托（H.W.Kroto）在研究星际空间汽暗云中富含碳的尘埃时，发现此尘埃中有氰基聚炔分子（HC n N，n<15），克罗托很想研究该分子形成的机制，但没有相应的仪器设备。
1984年克罗托赴美参加在得克萨斯州奥斯汀举行的学术会议，并到莱斯大学参观，经该校化学系系主任科尔（R.F.Curl，Jr）教授介绍，认识了研究原子簇化学的斯莫利（R.E.Smally）教授，观看了斯莫利和他的研究生用他们设计的激光超团簇发生器，在氦气中用激光使碳化硅变成蒸汽的实验，克罗托对这台仪器非常感兴趣，这正是他所渴求的仪器。
三位科学家有意合作并安排在1985年8月到9月间进行合作研究。
是时，他们用高功率激光轰击石墨，使石墨中的碳原子汽化，用氦气流把气态碳原子送入真空室。
迅速冷却后形成碳原子簇，再用质谱仪检测。
他们解析质谱图后发现，该实验产生了含不同碳原子数的原子簇，其中相当于60个碳原子，质量数落在720处的信号最强，其次是相当于70个碳原子，质量数为840处的信号，说明C 60和C70是相当稳定的原子簇分子（图1）。
C60和C70具有什么样的结构呢？这是他们要解决的问题。
金刚石和石墨是具有三维结构的巨型分子，C60和C70是有固定碳原子数的有限分子，它们应该具有不同的结构。
克罗托联想到加拿大蒙特利尔万国博览会的美国馆，那是利用正五边形和正六边形拼接成的顶部近似于球面的一部分的建筑，它是由美国建筑学家巴克明斯特·富勒（Buckminster Fuller）设计的。
富勒曾对克罗托等人启发说：“C60分子可能是球形多面体结构”。
在富勒的启发下，克罗托、斯莫利和科尔用硬纸板剪成许多五边形和六边形，终于用12个五边形、20个六边形组成了一个中空的32面体，五边形互不邻接，而是与五个六边形相接，每个六边形又与3个六边形和3个五边形间隔相接，共有60个顶角，碳原子位于顶角上，是一个完美对称的分子（图2）。
富勒烯C60C70的制备化学
富勒烯C60C70的制备化学自1985年Kroto等在激光汽化石墨实验中偶然发觉C60/C70以来[1]，为查找高产率大量C60的制备方法，人们进行了广泛的探究，直到19 90年Kratschmer等使用电弧放电装置生产出mg量的产品，才有了突破性的进展。
目前，g量级的富勒烯已被制备出来。
富勒烯制备方法的进展促进了其物理、化学性质的深入研究及应用研究的广泛开展。
目前世界上许多闻名科学家和一流研究机构正致力于C60/C70制备技术的研究，估量这一技术在不远的今后会有重大突破。
本文旨在对过去10年中富勒烯的制备技术的演进作一回忆，对各种方法加以归纳和评述，并探讨了较大规模生产的可能性。
1石墨激光汽化法最初于室温下He气流中用脉冲激光技术蒸发石墨导致了C60的发觉，碳蒸气的快速冷却导致了C60分子的形成。
由时刻飞行质谱检测到的C60存在[1]。
但它只在气相中产生极微量的富勒烯，经研究发觉C60可溶于甲苯。
随后的研究说明其中还包含着分子量更大的富勒烯。
此后发觉在一个炉中预加热石墨靶到12021C可大大提高C60的产率[3]，但用此方法无法收集到常量的样品。
2石墨电弧放电法1990个由Kratschmer和Huffman等人报道[2]的电阻热放电技术是第一个产生出常量富勒烯的方法，这一技术仍旧是目前明白的较高产率制造方法之一。
许多研究小组对此方法加以改进，获得了可溶性富勒烯通常可占蒸发石墨的20%，有时可达30%以上[4~6]。
对该方法要紧的改进包括精确操纵电极的缝间距，调剂电源种类和强度、稀释气体种类和压力、装置的最佳热对流、碳棒尺寸、反应器大小及萃取剂的抽提效率等因素。
踞遗憾的是由于内在缘故，全然上限制了所使用碳棒的直径必须在3mm以内，因此只能小量生产。
要紧的困难是碳棒中部温度最高，碳的蒸发速度也最快，专门快变细直到断裂，运行中断。
此外，快速蒸发的温度专门高（＞30000 C），整个碳棒黑体的辐射能量缺失也大，经济上也不合算。
金属富勒烯的合成和提取分离研究进展
摘要 ： 富勒烯 的进一步研究受到了合成量少 ， 和提纯 困难 ， 金属 分离 效率低 的限制 。探索高效地合成 和提取分离
金属富勒烯的方法 ， 对金属 富勒烯 的进一步研究具有重要 的意 义。分析 和总结 了 目前 电弧放 电法高 效合 成金 属 富勒烯采取 的手段 、 同提取方法 和提取剂与金属富勒烯提取 效率 的关系 ， 不 介绍 了金属富勒烯提纯的主要方法。
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文章编号 ：０４ ５７ （ ０ ７ ０ ０ １２一ｏ １０ － ５ ０ ２ ０ ） ２－ ０ １ ５
金属 富勒烯 的合成 和提取分离研究进展
郑 奎玲 刘 子 阳 ， 小元２ ， 任
（ ． 州师范大学 理学院 贵 州 贵 阳 ５０ ０ ２ 浙江 大学 化 学系， 州 ３ｏ ２ ） １贵 ５０ ２；． 杭ｌ １０７
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富勒烯的发现课件
储能电池
富勒烯可以作为储能电池 的电极材料，具有高能量 密度和长循环寿命。
富勒烯在生物医学领域的应用
生物成像
富勒烯具有荧光性能，可 以用于生物成像技术，如 荧光探针、荧光显微镜等 。
药物输送
富勒烯可以与药物结合， 形成纳米药物载体，用于 药物的定向输送和治疗。
生物传感器
富勒烯可以作为生物传感 器材料，用于检测生物分 子和细胞活性。
1970年代，科学家开始探索在 实验室条件下合成富勒烯的方 法。
富勒烯的合成与确认
1985年，英国科学家克罗托、斯莫利和柯尔在惰性气体氛围中，通过激光蒸发石 墨的方法首次合成了具有封闭笼状结构的碳60分子。
通过X射线晶体学分析，科学家证实了碳60分子的存在，并发现其具有球形对称 的三维结构。
富勒烯的命名与分类
富勒烯的性能优化与应用拓展
总结词
富勒烯具有许多优异的性能，如高导电性、高导热性、高化学稳定性等。通过性能优化，可以进一步 拓宽富勒烯的应用领域。
详细描述
目前富勒烯已经在电子、能源、医学等领域展现出巨大的应用潜力。未来可以通过分子设计、掺杂、 复合等手段进一步优化富勒烯的性能，如提高导电率、优化热稳定性等。这将有助于开发出更多基于 富勒烯的新型材料和器件。
富勒烯的发现
目录
CONTENTS
• 富勒烯的发现历史 • 富勒烯的结构与性质 • 富勒烯的应用领域 • 富勒烯的未来发展前景
01 富勒烯的发现历史
富勒烯的早期研究
1866年，德国化学家开姆尼提 出了一种碳的同素异形体—— 卡拜（一种由单层碳原子构成 的环状结构）。
1913年，德国化学家科尔贝提 出，在高温高压下，碳可以形 成球形或椭球形聚合结构。
富勒烯化学及其应用研究
富勒烯化学及其应用研究富勒烯是一种由碳原子组成的分子结构，具有特殊的球状形态。
它的发现不仅在化学领域引起了巨大的轰动，也在材料科学、医学和能源学等领域展现出了巨大的潜力。
富勒烯化学及其应用研究成为了目前热门的研究领域之一。
富勒烯最早由理论化学家理查德·斯莱尔提出，但直到1985年，科学家们才成功地合成出了第一个富勒烯分子。
这个突破性的发现为富勒烯化学的研究奠定了基础。
富勒烯的结构稳定，具有很高的电子亲和力和离域性，使得它在化学反应和材料制备方面有着广泛的应用潜力。
一方面，富勒烯化学为我们提供了一种全新的材料制备方法。
由于富勒烯的结构独特，它可以被改变和调控，使其具有不同的性质和应用。
通过在富勒烯分子结构中引入不同的官能团或掺杂物，可以得到具有特定性质的富勒烯衍生物。
这些衍生物在纳米材料、光电材料、催化剂和药物等领域都有着广泛的应用。
另一方面，富勒烯化学还为我们提供了一种全新的理论框架和研究方法。
富勒烯的电子结构与传统的有机分子有着很大的不同，电子的共享性较低，具有较高的电子亲和力。
这些特性使得富勒烯衍生物成为了研究电子传输、能量转换和光电效应等现象的理想模型。
通过研究富勒烯和其衍生物的电子结构、能级分布和电子传输规律，可以为材料科学和能源学提供新的理论基础和设计思路。
除了在材料科学领域的应用，富勒烯在医学领域也展现出了巨大的潜力。
研究人员发现，富勒烯具有较低的毒性和良好的生物相容性，可以在药物传输、疾病诊断和治疗等方面发挥重要作用。
通过将药物包裹在富勒烯衍生物中，可以提高药物的稳定性和靶向性，减少副作用并增强疗效。
此外，富勒烯在抗氧化、抗炎和抗肿瘤方面的作用机制也引起了研究人员的兴趣。
富勒烯化学及其应用研究不仅对学术界具有重要意义，也对工业界和经济发展有着重要的影响。
随着对新材料、新能源和新医药的需求不断增加，富勒烯化学为解决这些问题提供了新的思路和研究方向。
研究人员在富勒烯衍生物的合成方法、结构设计和性能调控等方面取得了重要的突破，为相关领域的发展提供了关键支持。
富勒烯的物理化学性质
富勒烯的物理化学性质
富勒烯(Fullerene)是一种三维结构的碳元素形成的纳米结构，它有着非常独特而完美的结构和性质。
1996年，在研究富勒烯的物理化学性质的基础上，理查德·拉宾和格伦·布林被授予诺贝尔物理学奖，他们的研究奠定了对对原子纳米电子结构的进一步研究。
当前，富勒烯已成为一项重要的研究领域，在物理化学性质方面有着广泛的应用前景。
它有着出色的自旋电子性质，它可以轻松地进入有机分子结构中，形成稠密的双重氢键键合。
对于有机分子的光学和电化学性质的特殊改变，这种富勒烯型对有机分子的影响是无与伦比的。
此外，富勒烯可以作为光子探针，具有良好的平衡性和调控性，可以直接和细胞的金属离子结合调控细胞的信号传递，为细胞生物学研究提供了新思路。
同时，应用于抗癌药物载体，在物理耐药性和安全性方面，富勒烯也非常具有优势，是近年来新型药物载体材料研究的焦点。
最重要的是，富勒烯有着良好的机械性质，根据“ Carbon Nanotube and Diamond”的论文，研究发现了基于富勒烯的高强度和高弹性材料，可以直接应用于航空航天和医学生物学等，提升材料的结构特性，耐磨性，强度，抗紫外线和耐热性能等，从而更好地把握材料的多方面性能。
总之，富勒烯具有独具特色的物理化学性质，可以完美地应用于有机分子的光学和电化学性质，电子和生物医学实验，以及传感器、抗癌药物载体等，未来，在富勒烯研究的步伐加快的情况下，它的应用前景更为广阔。
富勒烯的合成
富勒烯的合成富勒烯是一种由碳原子组成的分子，具有球形或管状结构，是碳纳米材料的一种重要代表。
富勒烯的合成是一项具有重要科学意义和应用价值的研究领域。
本文将介绍富勒烯的合成方法和相关研究进展。
富勒烯的合成方法多种多样，其中最早被发现的是电弧放电法。
该方法是在高温下，通过在惰性气体环境中施加高电压，使两根石墨电极之间发生电弧放电，从而产生富勒烯。
这种方法简单、易操作，但产率较低，且生成的富勒烯分布不均匀。
后来，研究人员发展了许多其他的合成方法，如激光蒸发法、热蒸汽法、高温炭热法等。
激光蒸发法利用激光束照射石墨靶，使其蒸发并在惰性气体环境中快速冷却，形成富勒烯。
热蒸汽法是将石墨加热至高温，使其产生蒸汽，然后在惰性气体环境中冷却，形成富勒烯。
高温炭热法是将石墨或其他碳源加热至高温，使其分解生成富勒烯。
还有一种较为常用的合成方法是溶剂热法。
该方法是将石墨或其他碳源溶于有机溶剂中，在高温高压条件下进行反应生成富勒烯。
溶剂热法具有合成时间短、产率高、富勒烯分布均匀等优点，因此被广泛应用于富勒烯的合成过程。
除了上述方法，还有一些新颖的合成方法被提出。
例如，研究人员利用微波辐射、超声波、离子液体等技术来促进富勒烯的合成。
这些新方法不仅可以提高富勒烯的合成效率，还可以控制富勒烯的形貌和结构，为富勒烯的应用提供了更多的可能性。
富勒烯的合成方法研究不仅有助于了解富勒烯的形成机理，还为富勒烯的应用提供了基础。
富勒烯具有许多独特的性质和潜在的应用价值，如电子传输、催化剂、药物输送等领域。
因此，富勒烯的合成研究对于推动纳米科技和碳材料的发展具有重要意义。
富勒烯的合成是一项具有重要科学意义和应用价值的研究工作。
通过不断改进合成方法，可以实现高效、可控的富勒烯合成。
富勒烯的合成研究为其应用提供了基础，推动了纳米科技和碳材料领域的发展。
希望今后能够进一步探索富勒烯的合成方法，并将其应用于更多领域，造福人类社会。
富勒烯及其衍生物在医药领域的应用研究进展
文献 标识 码 ： Ａ
富勒 烯 Ｃ 因其 独 特 的三 维共 轭 结 构 赋 二 、富勒 烯 及其 衍 生物 的抑 制 生物 酶活 酶 。另外 ， 宋高广等ｍ 合成了富勒烯膦酸衍 生物～二加成亚 甲基 富勒烯 二膦酸四乙 予 了它独 特 的物理 化 学性 质 ，为科 学 研 究带 性 和抗 Ｈ Ｖ病 毒作 用 Ｉ 最先发现 ｃ 衍 生 物 的生 物 学 效 应 是 它 酯 （ｉ— ｅ ａｏｈｓｈｎｔ ｆｌｒｎ Ｍ Ｆ ｂｓｍ ｔ ｎｐｏｐ ｏａ ｕｅｅｅ Ｂ Ｐ ） ｈ ｅ ｌ 来 了许 多契 机 ，被誉 为 ２ 世 纪 的 明星 分子 。 １ ｕ ａ ｍ ｕ ｏｅ ａ Ｎ Ｎ 去 年 曾 有科 技 新 闻报 道 ：日本 学者 野 人英 世 对 人免 疫缺 陷病 毒蛋 白酶 ｈ ｍ ｎｉｍ ｎｄ— 纳 米 粒 ，发 现 它 对 Ｔ ｑＤ Ａ聚合 酶 及 Ｄ Ａ ｉ ｅｃ ｉ ｓ ｐｏ ａ Ｈ Ｖ ）的 抑 制 作 用 。 外 切 酶 Ｅ ｏ Ｉ 具 有 抑制 作用 ， 呈 现浓 度梯 ｃ ｒ ｔ ｅ ｘ Ｉ Ｉ 并 和 中村 荣 一等 成功 地 向动 物体 内植入 可 运载 ｆｉｎｙ ｖ ｕ ｒ ｅｓ Ｉ Ｐ ｒ ｄ ａＩ等 ｅ ｔ 的 ２ 氨 基 乙 基 二 苯基 度 依赖 性 ，这种 抑 制作 用是 直 接作 用 于酶 而 一 基 因的 富勒 烯 （ 以用 于 医学 治 疗 。该 研究 Ｆｉ ｍ ｎｑ 报 道 ｃ ｃ ， Ｉ Ｐ有 抑 制 作 用 。 非体 系 中的其 他物 质 ，与 活性 氧 自由基 的产 成果 拉 开 了开发 低毒 高 功能 基 因植 入法 的序 单 琥 珀 酰 亚 胺 衍 生 物 对 ＨＶ — ＭＰ 幕 。对 富勒烯 及其 衍 生 物 的生物 活 性研 究结 Ｈ Ｖ Ｉ Ｐ对 ＨＶ 的存 活 至关 重 要 ，它是 一 种 天 生无直接相关性。ｎ Ｂ Ｆ作为一种特异性 Ｉ 果 表 明它 们 在 抗 氧化 活性 和 细 胞 保护 作 用 、 冬 氨酸 蛋 白酶 ， Ｉ 染 后 ， Ｉ Ｐ裂 解 一 种 酶学 活性 的抑 制剂 有望 在 生物 医学 领域 存 在 Ｈ Ｖ感 ＨＶ 杨新林等【 发现三丙二酸富 ｌ ＆ 抑 制 ＨＶ 酶 和抗 病 毒 作 用 、 Ｉ 药物 载带 、 瘤 多聚蛋 白质 ， 肿 从而激活病毒逆转 录酶 ， 促使病 潜在应用前景。 ｔｍ ｌ ｉ ａｉ Ｃ ０ ＭＡ Ｃ ０能 ｒ ｏｅ ｄ Ｔ ＩＰ可 以终 止 Ｈ Ｖ Ｉ Ｉ — 的生命 勒 烯 （ ｉａ ｎ ｃ ６ ， ６） 抑 制 治疗和疾病诊 断、抗菌活性等医药领域存在 毒 增 生 。抑 制 Ｈ Ｖ 对 Ｎ 巨 大的潜 在 应用 价值 。 周 期 。 目前认 为 Ｈ Ｖ 是 抗 病毒 的主 要靶点 ， Ｍ Ｍ Ｌ ＩＰ — ｕ Ｖ逆转 录 酶 的活性 ， Ｄ Ａ限制 性 内 ｉｄＩ Ｉ ｃＲ Ｉ ａ Ｎ 富勒 烯 及其 衍 生物 的抗 氧 化 与神 经 ＨＶ ＩＰ抑 制剂 在 临床 上 得 到广 泛 应 用 。Ｈ Ｖ 切酶 Ｈｎ Ｉ和 Ｅｏ 及 Ｔｑ Ｄ Ａ聚 合 酶 ＩＰ 保 护 作 用 的 活性 位 点 是 一 个 半 开 环 的疏 水 椭 圆 体孔 都有抑 制作 用 。 三 、 动 力学治 疗 及肿瘤 治疗 光 富 勒烯 表 面有 大量 的共 价 双键 ，极 易与 穴 ， 其表 面 ２ 位 和 ５ ５ ５ ２ 位有 两 个天 冬氨 酸 残 游 离基 反应 ， 喻为 ” 被 吸收 游离 基 的海绵 ” 正 基 ， 。 起催 化作 用 。空 穴直 径 ｌｍ， ｎ 和富 勒烯 的 血 卟 啉 能敏 化 产 生 Ｏ 具 极 高 反 应 Ｏ 是 由于 这一 特性 ，一些 富勒 烯 衍生 物 可 以作 直径 （．１ｍ） 似 。Ｆｉ ｍ ｎ 测 ， ０ ｎ 相 ７ ｒ ｄ ａｌ等推 ｅ ＂ 由于 活性 ， 以杀死 癌 细胞 。最 近 美 国 、 可 日本 等 国 为生物系统 中的自由基清除剂和水溶性的抗 ｃ 子直 径 同 ＨＶ 分 ＩＰ活性 部位 的椭 圆体孔 穴 家 正式 批 准 卟啉 可 以用 于 临床 。ｃ 生 ： 产 Ｏ 氧 化剂 。Ｃ ｉ ｇ ｈａ 等 ３ 道 了富 勒醇 对 胃癌 病 直径 近 似 ， Ｃ 子 和 Ｈ Ｖ ｎ １ 报 且 分 Ｉ Ｐ活性 部位 的表 的效 率远 比卟啉高 。 受光 激发 后跃 迁 到单 ｃ 人 血液 中 自由基的 清除 作 用 ；还能 清 除黄 嘌 面及孔 穴 内腔 均 为憎 水性 ，它 们 之 间可 能会 线态 ， 即返 回到 三线 态 ， 能 量转 移 给氧 分 随 把 呤 和黄 嘌呤 氧化 酶 在水 溶液 中产生 的超 氧 自 产生 强烈 的疏 水相 互作 用 ， 因此 ｃ 及其 衍 生 子 ， 产生 单 线 态 氧（ ２ 这 种通 过 光诱 导 产 ） ０， Ｃ 由基 ；证 实六 磺 酸 基富 勒烯 清 除 自由基 抑 制 物有 可 能堵 住 Ｈ Ｖ ＩＰ活 性 中 心 的孔 穴 ，切 断 生单 重态 氧 ０ 的效率 高达 １０ 被 喻 为” ０％， 单 血浆 中脂质 过氧 化 ，可 以预 防 动脉 粥样 硬 化 病 毒 赖 以生存 的营 养供 给 ， 而抑 制其 活性 ， 重态 氧 的发生 器 ”可用 于 光动 力学 治疗 。 从 ， 并 抑制 粥样 斑块 增 生 。Ｄ ｇ ｎ 报道 用 羧基 化 阻 止 Ｈ Ｖ病 毒生 长 。他们 利 用 Ｄ Ｃ ３ 序 ｕａ￣ Ｉ ＯＫ 程 陈 滇 宝 等 采 用 ｃ ｌ Ｎ Ｏ 研 磨 法 制 ｒ ａＨ ｄ 富 勒烯 治疗 超 氧化歧 化 酶基 因编码 缺 失 的肌 建 立 了 衍 生物 和 ＨＶ Ｉ Ｐ形 成 的复 合 物 的 备 富 勒 醇 ，应 用 富 勒 醇 进 行 人 后 癌 细 胞 株 萎缩 侧 索硬 化症 转 基 因小 鼠模 型 ，治疗 组 不 模型 ， 型计算 表 明 ， 模 两者 复合 物解 离 常数 为 Ｈ ｐ ２以及 人宫 颈癌 细胞 株 Ｈ ｌ 生 长 抑 ｅ一 ｅ ａ的 仅 症状 比对 照 组 晚 出现 １ 天 以上 ， 生 存 １— ～ ０ ９ ｏＬ 在此 基础 上 Ｓ ｂｓ ａ ０ 而且 ０ ６ １— ｍ ｌ 。 ／ ｉ ｅｍ 等㈣人 制试 验 ， 功 地观 察 到 了光 动力杀 伤 和诱 导 ｊ 成 期 增加 了 ８天 以上 ；ｌ 等 人指 出有 些 Ｃ Ａｉ ［ １ ５ 富 合 成 了一 种 称 之 为 二 酰 胺 基 二 酸二 苯 基 ｃ 癌 细胞 凋亡效 应 ；用 富勒 醇处 理 过 的癌 细胞 勒烯 衍 生物 在生 物 医学 上 的抗 自由基作 用 似 的水 溶 性化 合 物 ，并测 得 它 对 ＨＶ ＩＰ的抑 制 Ｄ Ａ化学 染 色 强度 减 弱 ， 细胞 具 有凋 亡 细 Ｎ 死 乎 跟 超 氧 化 歧 化 酵 素 ｆＯ ） 似 ， 作 用 比 常数 Ｋ为 ５ ｔ ｏＬ Ｓ Ｄ类 但 ．ｘ ｌ 。 ３ｍ ／ 胞 的形态 特点 ， 骨 架严 重受 损 ， 于诱 导 细胞 属 Ｓ Ｄ优 越 。Ｔ ｋｄＩ 人研 究 发 现 ｃ Ｏ ａａａ等 ￣ 富勒 烯 Ｒ ２０／０２ ８ 发 明 一 种 在 治 疗 膜 病 凋亡 机制 。 Ｕ ０４０００ ｔ 可 直接 与 自由基 作 用 ，且捕 捉 自由基分 子 的 毒 导致 的疾 病 中用 于抑 制这 些 病毒 活性 的基 Ｄ Ａ链 的 完 整 性 和 连 续 性 是 细 胞 正 常 Ｎ 速 度 明显 比 Ｂ 胡 萝 卜 一 素快很 多 。 于 富勒烯 羧基 阴 离子 的药 物 ，该 药物 具 有不 生 长 的 物质 基 础 。Ｃ 可 以 和 ｓ Ｎ ｄ Ｄ Ａ ｓ Ａ、ｓ Ｎ Ｄ 由于富 勒烯 及其 衍 生物 能 够有 效 清除 生 受 限的水 溶性 、 所需 生 物利 用 度 、 对感 染 细胞 或带 发 夹结 构 的 ｄＤ Ａ发 生作 用 ， 光 照条 ｓＮ 在 物体 内氧 自 由基 ，而 同时很 多 疾病 包括 许 多 的高效 作用 和 低毒 性 ，开 发 了用 于治 疗人 免 件 下 ，Ｎ Ｄ Ａ链 上 的 鸟 嘌 呤 （ ） 可 发 生 选 择 Ｇ处 神 经退 行性 病 变如 帕金 森病 、阿尔 茨海 默 病 疫 缺 陷病 毒 （ Ｉ ）单 纯 疱 疹 病 毒 （ｓ ） 丙 性 断裂 ， 衍 生物 的这 种 作 用 给肿 瘤 治疗 带 ＨＶ 、 Ｈ ｃ和 ｃ 和 肌营 养不 良性侧 索 硬化 症 （ｍ ｏ ｏｈｅ ｔ 型肝 炎病 毒 （ Ｃ 导致 的感 染 性疾 病 的药 物 来 了新 的途 １ ａ ｙｔ ｐｉ ａ ｒ ｒ ｌｅ Ｈ Ｖ） 。 ａ ｃｅｏ ｉ， 名 Ｌ ｕ Ｇ ｈ ｇ Ｄｉ ａｅ 的病 组 合物 和方 法 。 ｌｓｌｒｓｓ亦 ｏ ｅｆ ％ ｓ ｓ） ｉ ｅ 中科 院纳 米生 物效 应与 安 全性 重点 实 验 因与自由基有关 ，这为我们开发新型的药物 Ｒ ２ ９ ６２ 提 出 了在基 于 氨 基 酸 和 富 室 ２０ 年 首 次 发现 金 属 钆 内 包 富勒 烯 Ｇ ＠ Ｕ １６ ０［ ０４ ｄ 提供 了很 好 的思 路 。实验 证 明 富勒 烯及 其衍 勒 烯 二 肽 衍 生 物 的化 合 物 帮 助 下 抑 制 Ｈ Ｖ Ｃ （Ｈ２ 以有 效 地抑 制 恶 性肿 瘤 在 小 鼠 Ｉ�
[60]富勒烯[2+2]环加成反应的研究进展
![[60]富勒烯[2+2]环加成反应的研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/473903292f60ddccda38a076.png)
（Ｄｅａ ｔｅ ｔｆ ｈｍｉ ｒ， ｏｌ ｅ ｆ ｃ ｎ ｅ Ｙｎ ｉ ｎｖｒｉ ， ａｊ １ ３ ０ ） ｐ ｒ ｎ ｏ Ｃ ｅ ｓｙ Ｃ ｌ ｇ ｏ Ｓ ｉ ｃ， ａ ｂａ Ｕ ｉ ｓｔ ｒ ｎｉ ３ ０ ２ ｍ ｔ ｅ ｅ ｎ ｅ ｙ
ａ ｔ ｎ ｗｉ ｅ ｅ ｆｃ ｍｐ ｕ ｄ ｏ ｔｉｉ ｇ ｕ ｓｔｒ ｔｄ ｂ ｎ ｓ ｓ ｃ ｓａｋ ｎ ，ａｋ ｎ ｄ ｔｅｒｄ ｒ ａ ｃ ｏ ｔ ａ ｓｒ ｓｏ ｏ ｏ ｎ ｓｃ ｎ ａｎｎ ｎ ａｕ ａｅ ｏ ｄ ， ｕ ｈ ａ ｌｙ ｅ ｌｅ ｅ ａ ｉ ｅｉ — ｉ ｈ ｉ ｎ ｈ ｖ
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白 １９ ９ ０年 Ｋ ￣ ｃｍｅ 等 ［ ｒｔ ｈ ｒ １ ｓ 】 采用石墨棒 电弧蒸 发的 方法制各和分离 出［０富勒烯（ ６］ 简称 Ｃｏ以来， ６的系统 ６ ） Ｃｏ
Ａｂ ｔａ ｔ ［＋２ ｃ ｃ ａｄｆ ｎｐａ ｓ ｎｉ ｏｔ ｔｏｅ ｎ［０ｆｌ ｒｎ ｈ ｍｉ ｒ． ６ Ｃ ｎ ｅｇ ｉ ｒ— ｓｒｃ ２ ］ ｙｌ ｄ ｉｏ ｌｙ ｏ ｉ ａ ｍｐ ｒ ｌ ｉ ６ ］ ｌ ｅ ｅ ｅ ｓ ｙ Ｃ ０ ａ ｕ ｄ ｒｏｔ ｓ ｅ ｎ ａ ｒ ｕｅ ｃ ｔ ｎ ｈ
关键词 ［］ ６ 富勒烯 ；２ 】 ０ ［＋２环加成；反应机理
Ａ ｖ ｎ ｅ ｎ ｎ ｒｓ ｅ ｔ ｏ ［＋２ Ｃ ｃ ａ ｄ ｉｎ ｏ【 ］ｕｅｅ ｅ ｄ ａ ｃ ｍｅ ｔ ａ ｄＰｏ ｐ ｃｓ ｆ２ 】 ｙ ｌ ｄ ｉ ６ Ｆ ｌ ｒｎ ｓ ｏ ｔ ｔ ０ ｌ ｏ
富勒烯化学反应
富勒烯化学反应富勒烯是由碳原子构成的球状分子结构，具有许多独特的化学和物理性质。
富勒烯化学反应是指富勒烯分子在化学反应中发生的变化和转化。
这些反应不仅对富勒烯的结构和性质具有重要影响，还为富勒烯的应用提供了丰富的化学基础。
1. 富勒烯的官能化反应富勒烯可以通过与化学试剂发生官能化反应，引入不同的官能团。
这些官能团的引入可以改变富勒烯的溶解性、电荷传输性质以及在材料中的分散性。
常见的官能化反应包括烷基化、醇化、酯化、磺化等。
通过这些反应，可以制备出具有特定功能的富勒烯衍生物，例如富勒烯酸、富勒烯酯等。
2. 富勒烯的环加成反应富勒烯可以通过环加成反应在分子内部形成新的碳碳键，进而形成环状富勒烯衍生物。
这些环加成反应通常是在高温或高压条件下进行的。
其中最著名的是富勒烯的环加成反应，可以得到富勒烯的不同同分异构体。
此外，还可以通过环加成反应制备出具有特定结构和性质的富勒烯衍生物，如碳纳米管等。
3. 富勒烯的光化学反应富勒烯具有良好的光学性质，可以吸收可见光和紫外光。
在光照条件下，富勒烯可以发生光化学反应，如光氧化反应、光还原反应等。
这些反应可以改变富勒烯的电子结构和电荷分布，进而影响其光学性质和光电转换性能。
光化学反应为富勒烯在光电器件、光催化和光敏化学反应中的应用提供了重要的基础。
4. 富勒烯的还原反应富勒烯可以与还原剂反应，发生还原反应。
在还原反应中，富勒烯失去电子，形成富勒烯的负离子或富勒烯的还原衍生物。
这些还原反应可以改变富勒烯的电子结构和电荷传输性质，进而影响其在电子器件和能源存储中的应用。
常见的还原反应包括金属还原、还原剂还原等。
5. 富勒烯的氧化反应富勒烯可以与氧化剂反应，发生氧化反应。
在氧化反应中，富勒烯获得电子，形成富勒烯的氧化衍生物。
这些氧化反应可以改变富勒烯的电子结构和电荷传输性质，进而影响其在电子器件和催化反应中的应用。
常见的氧化反应包括酸性氧化、过氧化等。
总结起来，富勒烯化学反应是指富勒烯分子在化学反应中发生的变化和转化。
富勒烯LB膜的研究进展
ｉ ｍ ｏ ｇ Ｂ ｌ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｅｋ ｙｏ Ｃ６ ｌｃ ｌｒ ｖ ｃ ｓ Ｔ ｉ ｒ ｖ ｅ ｉ ｒ ｄ ｃ ｓｔ ｒｐ ｒ ｔ ， ｈ ｒｃ ｅ ｉ ｔ ｎ ｐ ｌ ｔ ｆ ｒ ｏ ｏ ｙ ｏ ｆｌ ｔ ｒ ｕ ｈ Ｌ ｆ ｍ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙｉ ｎ ｅ ｆ ０ ｏ ｅ ｕ ａ ｅ ｉ ｅ ． ｈ ｓ ｅ ｉｗ ｔｏ ｕ ｅ ｅｐ ｅ ａ ａｉ ｎ ｃ ａ ａ ｔｒ ａｉ ｎ ａ ｄ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｏ ｔ ｂ ｌｇ ｆＣ６ Ｌ ｈ ｉ ｓ ｍ ｄ ｎ ｈ ｏ ｚ ｏ ｃ ｏ ｉ ｏ Ｂ ｉ ｍ ｎ ｌｃ ｌｒ ｎ ｍｉ ｓ ｕ ｉｓｉ ｐ ｌ ｔ ｏ ｆＣ ０ ｆｌ ａ ｄｍ ｏ ｅ ｕ ａ ｙ ａ ｃ ｔ ｄ ｅ ｎｔ ｅａ ｐ ｉａｉ ｎ ｏ ６ ｌ ｓ ｎ Ｃｈｎ ｄ ｓ ｈ ｃ ＬＢ ｆ ｍ ｉ ａ ｉ ｉ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄ ： ｕ ｌｒｎ ； Ｌ ｌ ； ￣ ｂ ｌｇ ｒ ｐ ｒ ｙ ｒ ｓ ｆｌ ｅ ｅ ｅ Ｂ ｆｍ ｉ ｉ ｏｏ ｙｐ ｏ ｅｔ ｍ ｏ ｅ ｕ ａ ｙ ａ ｉｓ ｙ； ｌｃ ｌｒｄ ｎ ｍ ｃ
ＬＢ ｆ ｍ ｃ ｎ ｌｇ ｓａｆ ｂ ｉａ ｉｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｏ ｔｏ ｌ ｇ ｐ ｅ ｉ ｌ ｉ ｔ ｉｋ ｅ ｓ ｎ ｒａ ｇ ｍｅ ｔ ｔ ｈ ｌｃ ｌ ｖ ｌ ｌ ｔ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｒｃ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｃ ｎｒ ｌｎ ｒｃ ｓ ｙ ｆ ｍ ｃ ｎ ｓ ｄ ａ ｒ ｎ ｅ ｎ ｅ ｍｏ ｅ ｕａ ｌ ｅ Ｈｏ ｔ ｒ ｐ ｒ ｏｏ ｇ ｎ ｚ ｄｍｏ ｅ ｕ ａ ｉ ｅ ａ ｏ ｉ ｅ ｌ ｈ ａ ａｔ ｒｅ ｗ ｏ ｐ ｅ ａｅ Ｃ６ ｒ ａ ｉ ｅ ｌｃ ｌｒ
富勒烯化学修饰与生物医学应用研究进展_焦芳
生态毒理学报 Asian Journal of Ecotoxicology
Vol. 5, 2010 No. 4, 469-480
富勒烯化学修饰与生物医学应用研究进展
焦芳，周国强，陈春英 *
中 国 科 学 院 高 能 物 理 研 究 所 和 国 家 纳 米 科 学 中 心 中 国 科 学 院 纳 米 生 物 效 应 与 安 全 性 重 点 实 验 室 ，北 京 100049
JIAO Fang，ZHOU Guo-qiang，CHEN Chun-ying*
Key Lab for Biomedical Effects of Nanomaterials and Nanosafety , Institute of High Energy Physics and National Center for Nanoscience
富 勒 醇 具 有 良 好 的 水 溶 性 ，保 存 了 富 勒 烯 的 球
状结构和部分物理性质，在生物医学方面的应用 报道很 多 . Naim 和 Shevlin（1992）报 道 了 在 真 空 条 件 下 加 热 混 有 过 量 KOH 固 体 的 C60/C70 甲 苯 溶 液 生 成 了 富 勒 醇 C6（0 OH）n 沉 淀 物 ，这 是 首 次 关 于 富 勒 烯 羟 基 加 成 的 报 道 . Chiang 等（1993）采 用 芳 酸 RCOOH 作 介 质 使 亲 电 子 物 质 NO2BF4 与 C60 反 应 得 到 C6（0 —OCOR）（x OH）y，然 后 水 解 即 可 得 到 C60 （OH）x+y. Li 等（1993）采 用 高 效 相 转 移 催 化 剂 四 丁 基 氢 氧 化 铵（TBAH）催 化 C60 甲 苯 溶 液 与 浓 NaOH 水溶液之间的相转移反应，直接将甲苯溶液中的 C60 转化为 C6（0 OH）n 的水溶液. 李添宝等（1998）在 用 TBAH 催 化 C60 甲 苯 溶 液 与 浓 NaOH 水 溶 液 之 间 的 相 转 移 反 应 时 加 入 过 氧 化 氢（H2O2）作 氧 化 剂 得到了一种反应速度快、条件温和并且产率高的 合成 C6（0 OH）n 的新方法.
富勒烯的性质。性能以及研究现状
富勒烯的性质，性能以及研究现状2009210309 化院0906 陈青英摘要：本文总结了近十几年的文献资料, 对[60 ]富勒烯的化学修饰及其功能材料性能研究进行综述.关键词：富勒烯, 化学修饰, 功能材料, 性能Abstract:Three kinds of ［60 ］fullerene-coumarin compounds were synthesized by esterification with the coumarin derivatives and characterized by 1H NMR，13 C NMR，FT-IR and MS. Their fluorescence intensity drastically reduced owing to the competition of excitation light and the fluorescence re-absorption of the coumarin to fullerene Retro-cycloaddition reaction is one of the most important reactions of fullerene derivatives.Many kinds of organofullerenes are not stable under reductive,oxidative or thermalconditions,where the functional addends are removed from the fullerene sphere and lead to the formation of pristine fullerenes.Such addition-retro-addition reaction has shown promising application in theprotection/deprotection strategy for the purification and functionalization of fullerenes..Keywords:Fullerene，Coumarin，Fluorescence，fullerene derivatives; retro-cycloaddition reactions; C-H-X hydrogen bonding石墨和金刚石是大家所熟悉的.碳元素的两种同素异形体。
science 富勒烯 催化‘
science 富勒烯催化‘Science Daily: 富勒烯催化富勒烯是一种由碳原子组成的分子，具有球形或近球形的结构。
由于其独特的形状和化学性质，富勒烯在许多领域，包括纳米材料、催化和电子学方面展示出了巨大的潜力。
近年来，科学家们对富勒烯的催化性质产生了浓厚的兴趣，正在努力探索其在化学合成和能源领域的应用。
一、富勒烯的结构和特性富勒烯是由60个碳原子组成的球状分子，被称为富勒烯C60，是最著名和最普遍研究的富勒烯形式之一。
富勒烯具有高度对称的结构，表面上由20个六元环和12个五元环组成。
富勒烯的碳碳键长度比典型的烯烃或环状烷烃要长，表明富勒烯具有较高的反应性。
二、富勒烯催化反应的基本原理富勒烯作为催化剂的应用主要通过促进反应过程中的活性中间体的生成和转化来实现。
富勒烯能够捕获反应物和催化剂之间的中间体，从而加速反应速率。
此外，富勒烯还能够与反应物发生氢化和脱氢反应，增强或减少反应的选择性。
三、富勒烯催化的化学合成反应1. C-C键的形成富勒烯可以催化碳碳键的形成反应。
它能够在较低温度下促进烯烃和烷基卤化物之间的加成反应，形成新的碳碳键。
这种催化反应在有机合成中具有广泛的应用，可以合成各类重要的有机化合物。
2. 氧化反应富勒烯可以被氧化剂氧化为富勒烯酮。
这种氧化反应可以通过调控富勒烯与氧化剂的反应条件，如温度、反应时间和氧化剂浓度等，来实现选择性氧化。
此外，富勒烯酮也可以被还原成富勒烯，并进一步参与其他反应。
3. 环化和开环反应富勒烯可以催化烃类化合物的环化和开环反应。
在环化反应中，富勒烯作为催化剂能够降低反应的活化能，加速反应速率。
而在开环反应中，富勒烯作为催化剂可以促进烃类化合物的裂解，生成更简单和活性的化合物。
四、富勒烯催化在能源领域的应用1. 电池技术富勒烯可以作为电池材料的催化剂，提高电池的能量密度和循环寿命。
通过富勒烯的催化作用，电池反应的活性中间体可以更快地形成和转化，提高电池的反应速率和能量转化效率。
环糊精／富勒烯[60]超分子包合物研究进展
![环糊精／富勒烯[60]超分子包合物研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/ee4a0d5c3c1ec5da50e2704f.png)
（ 中国科学 院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室 ， 中国科学 院研究 生院 摘 要 长 春 １０ ２ ） ３ ０ ２
以环糊精 （ｙｌｄｘ ｉ） ｃｃｏｅｔｎ 作为主体与 Ｃ ｒ 形成超分 子包合 物不仅 提高 了 Ｃ 在水 中 的溶 解度 ， 实现 了
Ｃ 分子在生物领域的应用 ， 而且 还保 持了 ｃ 分子 的电子结 构 ， 使其在温和 的条件下可 以发生 固氮 反应 ， 以及 对ｃ —ｃ、 — Ｏ和 Ｎ Ｎ ｃ — 键进行还原 。 成环糊精／ 合物的方法虽 然很多 ， 回流法 、 合 ｃ包 如 搅拌法 、 固相合 成 等 ， 其制备的环糊精／ 包合物多 限于使用孔 径较大 的 一 但 ｃ 环糊 精分 子 ， 而难 以实现 ４ 径环糊 精分 子 ， ｑＬ 如
苷氧原 子 的氢原 子 ， 以 Ｃ 所 Ｄ腔 内呈 疏水 环境 ， 外侧 面边 框 由于羟 基 的存 在 而呈 亲 水 性 ， 这种 “ 亲油 、 内
外亲水” 的特殊结构 。 Ｃ 使 Ｄ作为“ 主体” 可以包合不同“ 客体” 化合物。 客体分子全部或部分地嵌入环糊 精空穴 内 ， 多数 以范德华 力 、 键形 成特 殊结 构 的包 合 物 。 、 和 一Ｄ的大孔 直 径 大约 分别 为 ０ ５ 、 氢 一 一 ｃ ．２ ０６ ．６和 ０ ８ ｍ［ 。由于 ． ． ．４ｎ 、 和 一Ｄ的孔径 与 ｃ 范 德华 直径 （ ｍ） ］ ｃ ∞ １ｎ 的差别 ， 目前 的环 糊精／ ∞ ｃ 包合物的合成研究多限于使用 一Ｄ， ｃ 而 一 或 ．Ｄ的 ｃ 包合物则相对较少。 ｃ ∞
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第２ ４卷 第 １期
２０ ０ ７年 １月
应 用 化 学
ＣＨＩ ＥＳ ＯＵＲＮ Ｐ Ｉ Ｄ Ｎ ＥＪ ＡＬ ＯＦ ＡＰ Ｌ Ｅ ＣＨＥＭＩＴＲ Ｓ Ｙ
富勒烯合成化学研究进展
结论
富勒烯合成化学的研究在过去几十年中取得了重大进展，但仍存在许多挑战和 问题需要进一步解决。例如，如何进一步降低富勒烯的制造成本，提高其稳定 性和可控制性等问题。未来的研究方向可以包括进一步探索新的富勒烯合成方 法、优化现有合成路线的选择以及发掘新的应用领域等方面。随着科技的不断 进步和创新，我们有理由相信，未来的富勒烯合成化学研究将为人类带来更多 的惊喜和突破。
参考内容二
富勒烯是一种由碳原子形成的分子，其结构由类似足球的封闭笼状结构组成， 这种结构由于其独特的电子和物理化学性质而备受。近年来，随着实验技术和 计算方法的不断发展，富勒烯新结构的研究也取得了显著的进展。本次演示将 介绍富勒烯新结构的研究目的、方法、结果和结论，以期为相关研究提供参考 和启示。
富勒烯化学修饰
富勒烯是一种由60个碳原子组成的分子，其结构包括五边形和六边形。根据富 勒烯结构的特点，可以通过添加官能团或其他分子进行化学修饰，以改变其性 质和功能。富勒烯的制备方法主要包括电弧放电法、激光蒸发法和化学合成法 等。其中，化学合成法是最常用的制备方法，通过一系列的有机合成反应，可 以获得不同种类的富勒烯及其衍生物。Fra bibliotek参考内容
引言
富勒烯是一种由60个碳原子组成的分子，因其具有独特的电子结构和化学性质， 在材料科学、能源、生物医学等领域具有广泛的应用前景。近年来，随着富勒 烯化学修饰技术的发展，越来越多的研究者将富勒烯应用于生物医学领域，以 期解决一些重要的医学问题。本次演示将重点介绍富勒烯化学修饰在生物医学 应用领域的研究进展。
4、组织工程
组织工程是一种通过人工构建组织或器官替代病变组织的治疗方法。富勒烯具 有良好的生物相容性和机械性能，可以作为组织工程材料的构建基础。通过化 学修饰，可以将富勒烯与其他生物材料结合，形成具有特定结构和功能的组织 工程材料，用于骨损伤、心肌梗死等疾病的治疗。
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富勒烯双金属包合物中, Sc2@C 84及L a2@C 80是比较典型的。C 84
有 24 种异构体, 具有D 2 和D 2d 对称性的两种丰度最高且最稳定。研 图 2 M @C82包合物的结构
究表明[49 ], 当两个 Sc 原子位于D 2d 结构的 C84的 C 2 轴上并分别靠近
两个六元环时, 这种金属包合物最稳定, 如图 3 所示; 而对于具有 D 2 结构的 C84双金属包合
物, 其稳定性不如空心富勒烯。对 Sc2@C84的13C NM R 谱学研究[50]表明, 一共有 11 条谱线,
与图 3 的结构很好地符合。 45Sc NM R 的测量[51] 只得到一条谱线, 进一步证实了图 3 中的
D 2d 结构。
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一、 C 60、 C 70 的化学修饰[ 8—10 ]
C60、C70的化学修饰一直是富勒烯研究的主要领域之一。 目前, 富勒烯的化学修饰主要 集中在设计、合成功能性化合物, 反应方法和机理的研究, 以及富勒烯的二次衍生化上。美国 化学会志 (J. A m. Chem. S oc. ) , 德国的应用化学 (A ng ew . Chem. In t. E d. E ng l. ) , 英国
L a2@C 80 [40 ]、Sc2@C 84 [41 ] 以及 Sc3@C 82 [42 ] 等。
在富勒烯单金属包合物中,M @C82是最引人注目的。 虽然 C82理论上有 9 种异构体, 但
实验中仅发现了具有 C 2 对称性的 3 种异构体, 三者比例为 8∶1∶1 (图 1) , 因此一般所指的
关键词 富勒烯 化学修饰 包合物 掺杂 碳纳米管 化学合成
Advances in Chem istry of the Fullerenes
Guo Z h ix in L i Y u liang Z hu D aoben ( In st itu te of Chem ist ry, Ch inese A cadem y of Sciences, B eijing 100080, Ch ina)
Tm
2+
@C
282
。 日本科学家[48 ] 用苯胺作溶剂,
在常压下成功地从烟
灰中萃取得到了纯的 Y @C 60、B a @C 60、L a @C60、Ce@C 60、P r@C 60、
N d@C60和Gd@C60, 并用 LD 2TO F (激光裂解时间飞行质谱) 进行了
确证, 这为获得大量 C60金属包合物提供了可能。
收稿: 1997 年 3 月, 收修改稿: 1997 年 5 月 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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化 学 进 展
第 10 卷
的化学通讯 (Chem. Com m un. ) 等著名期刊上几乎每一期都有富勒烯化学修饰方面的论文 发表。
美国 Sun 等[14]对 C60共价键合成聚合物进行了研究, 成功地得到了可溶性悬挂有 C60的 聚苯乙烯:
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第1期
郭志新等 富勒烯的化学研究进展
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富勒烯金属包合物研究的一个难点是如何大量合成及分离富勒烯金属包合物。 到目前
为止, 已经发现第三族金属元素 (M = Sc、Y、L a) 和大多数镧系金属可以包合在一些较大的
富勒烯如
C 80、C 82及
C
中[ 34,
84
35
]。目前,
最成功的分离方法是
H
PL
C,
利用这一方法,
已经成功
地分离、纯化了一些富勒烯金属包合物, 如 Sc@C 84 [36 ]、Y @C 82 [37 ]、L a @C82 [38 ]、Gd@C82 [39 ]、
第 10 卷 第 1 期 1998 年 3 月
化 学 进 展
PRO GR ESS IN CH EM ISTR Y
V o l. 10 N o. 1 M a r. , 1998
富勒烯的化学研究进展
郭志新 李玉良 朱道本
(中国科学院化学研究所 北京 100080)
摘 要 本文评述了富勒烯化学研究的新进展, 从[ 60 ]、[ 70 ]富勒烯的化学修饰、富勒 烯金属包合物、掺杂富勒烯、碳纳米管以及富勒烯的化学合成等几个方面着重介绍了国际上 富勒烯研究的热点, 对进一步研究的方向进行了讨论。
(3) 他们[15 ]还合成了悬挂 C60的聚胺类聚合物:
(4)
W ud l 等继报道氮杂富勒烯的二聚体[16]后, 又合成了最简单的氮杂富勒烯 C59HN [17]。研 究表明, C59HN 的性质类似于其二聚体, 这为研究氮杂富勒烯开辟了道路。
(5)
H irsch 等人[18]合成了双亚胺 C60 (N COO R ) 2 2, 这类化合物具有开环的顺式环形 [ 6, 6 ] 键。 有意思的是, 在三氟乙酸的作用下, 其中的 (b) 可以关环生成 C60 (N H ) 2, 如 (6) 式所示。
有机固相反应不需要溶剂, 可以避免富勒烯溶解性不好的缺陷。W ang 等[19]首次将有机 固相反应引入富勒烯衍生物的合成, 利用 R efo rm a tsky 反应得到了 4 种加成产物 (7) , 其中 3 的收率达到了 1712%。
D iederich 等[20]应用绳系遥控功能化方法 ( tether2rem o te funct iona liza t ion m ethod) , 通 过多步反应得到了具有 D 2h对称性的四加成产物 C64 (COO E t) 8 4:
C82金属包合物为 C 2 (a) 结构[43]。研究发现, 不论是何种金属, 金属并不位于 C82的中心, 而是
位于 C 2 轴靠近六元环的地方 (图 2) [44]。EXA F S 的研究也证实了这一点[45]。1995 年, 日本科
学家[46]用同步 X 粉末衍射技术对 Y @C82 进行了观测, 用最大熵方法 (m ax im um 2en t rop y
(8)
中科院化学所有机固体室在研究[ 60 ]富勒烯的 1, 32偶极环加成反应时, 意外地发现了
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第1期
郭志新等 富勒烯的化学研究进展
一种新型的卡宾加成反应[22 ]:
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化 学 进 展
第 10 卷
最近, 美国科学家[52] 首次合成和分
离了第一个富勒烯四金属包合物
Abstract T he advances in chem ist ry of the fu llerenes a re review ed, esp ecia lly from the fo llow ing a sp ect s: fu llerene cova len t chem ist ry, endohed ra l fu llerenes, m eta l dop ed fu llerenes, ca rbon nano tubes, and to ta l chem ica l syn thesis of fu llerenes. A b rief d iscu ssion is a lso g iven abou t the fu tu re resea rch.
第 10 卷 (12)
D iederich [31]等设计合成了 C60取代的联吡啶配体, 并与 R u (˚ ) 的化合物组成了超分子 10, 有关性质的研究正在进行中。 P ra to 等[32]也进行了类似的工作。
(13)
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(9)
在对[ 60 ]富勒烯的 1, 32偶极环加成反应进行系统研究的基础之上[23- 25], 他们还对得到 的加成产物进行过氧化, 首次得到了系列 C60、C70的氮氧自由基产物[26, 27]。研究发现, 具有长 链的产物 6 有亚铁磁性, 这也是富勒烯衍生物具有亚铁磁性的首例报道。
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第1期
郭志新等 富勒烯的化学研究进展
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二、 富勒烯金属包合物的研究[33]
富勒烯金属包合物 (endohed ra l m eta llofu lerenes) 的研究一直是国际富勒烯研究的重大 前沿课题, 由于富勒烯金属包合物具有新的独特的结构, 有可能在超导体、铁磁材料、光学材 料等方面有应用前景, 因而对富勒烯包合物的研究具有重大意义。
Eguch i[11]利用 D iels2A lder 反应合成了二氢硫吡喃 C60:
(1)
他们[12]还利用[ 3+ 2 ]环加成反应, 以 B2二羰基化合物为原料, 得到了二氢呋喃 C60:
(2)
C lou tet 等[13] 设计合成了顶端具有 C60的六角星状聚乙烯大分子, 这种分子被认为是一 种巨大的多电子存储系统 1:
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化 学 进 展
第 10 卷 (6) (7)
4 Bou la s[21]找到一种快速、简便的电化学合成方法, 可以选择性地得到[ 6, 6 ]2亚甲基C60 5:
m ethod) 得到的电子密度图清晰地表明 Y 原子在 C82球内部, 且 Y 原子在碳球内的位置正