[60]富勒烯衍生物的合成及Click反应

作     者：郭燕莉 

作者单位：华东理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李慧

授予年度：2012年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

主      题：富勒烯 富勒烯高分子衍生物 Bingel反应 点击化学 原子转移自由基聚合 

摘      要：C60卓越的碳纳米结构,使其具有卓越的结构特点和功能特性,然而C60在常用溶剂中的溶解性差,与其它材料相容性差和加工性差的缺点,限制了其实际应用价值。C60的结构特性和功能特性都强烈依赖于C60的空间排列形态,但其极易于自聚集导致难以形成有序结构。所以本文的目的就是对C60进行化学修饰,将聚合物与C60连接,利用聚合物的自组装辅助C60形成有序结构。富勒烯聚合物可以显著提高溶解性、相容性和加工性。但是C60与聚合物反应时,通常伴有多种反应中间体和无法避免的多加成反应,难以得到高纯度和结构明确的富勒烯聚合物。为了解决这一问题,本文利用点击化学来构建富勒烯高分子衍生物,点击化学反应条件温和、操作简单、且提纯容易,是一种很好的功能化手段。 本文首先利用Bingel法合成了两种不同结构的单加成的炔基-C60衍生物（单炔基-C60和双炔基-C60）,并利用小分子叠氮试剂验证了其点击化学反应活性。结合活性自由基聚合（ATRP）合成了窄分子量单分布的聚苯乙烯,用一步亲核加成反应将末端溴原子转化为叠氮基团,将炔基-C60与带有叠氮基团的聚苯乙烯进行一步点击化学反应,得到两种不同结构的富勒烯高分子衍生物。 本文也利用Bingel法合成了两种不同结构的含氟C60衍生物,将含氟链段引入C60表面,希望含氟烷基链段的特殊性能,能够更好地调节分子间的作用力来控制自组装结构,控制C60在多维尺寸形成有序结构。含有氟烷基链段和炔基的C60衍生物可以进一步进行Click反应连接其它功能基团或者聚合物。所有产物通过1H-NMR,13C-NMR, FT-IR, MALDI-TOF MS, GPC等测试手段进行结构表征。