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自从富勒烯被发现以来,其独特的化学结构和反应特性,引起了化学、物理学以及材料科学等领域研究者浓厚的兴趣。随着富勒烯化学的迅速发展,人们发现了许多基于富勒烯的化学反应,自由基反应作为其中最主要的反应类型之一,得到了广泛的关注,通过自由基反应也合成了许多结构新颖的富勒烯衍生物。
本文主要介绍了碳酸银促进的[60]富勒烯(C60)与(Z)-N-芳基苯甲脒的自由基反应,该反应的适应性很好,无论是供电子基团还是吸电子基团取代的底物都能够以较高产率获得一系列[60]富勒烯咪唑啉衍生物,而且当邻位有取代基的底物与C60反应,产率会更高。在随后的电化学测试中我们发现,获得的富勒烯衍生物的第一还原电位只比C60的负30-50 mV,表明他们在作为有机光电器件的受体上有潜在的应用价值。在此基础上,我们还对合成的[60]富勒烯咪唑啉产物进行了进一步的衍生化反应研究。当使用格氏试剂与其反应时,在冰水浴条件下能够以较高收率选择性地得到1,2,3,4-加成类型的富勒烯双加成衍生物,我们综合谱图信息与理论计算证实了产物结构,这与之前报道的格氏试剂对富勒烯内酯衍生物加成还原反应有很大不同;另外,也可以使用间氯过氧苯甲酸氧化得到少有报道的富勒烯氮氧化合物。这些都是通过现有反应很难得到的富勒烯衍生物。最后,基于实验中观察的现象和文献调研,我们提出了可能的反应机理和途径。