stringtranslate.com

Химия фуллеренов

Фуллерен С60
Фуллерен С 60

Химия фуллеренов — это область органической химии , посвященная химическим свойствам фуллеренов . [1] [2] [3] Исследования в этой области обусловлены необходимостью функционализации фуллеренов и настройки их свойств. Например, фуллерен, как известно, нерастворим, и добавление подходящей группы может повысить растворимость. [1] Добавляя полимеризуемую группу, можно получить полимер фуллерена. Функционализированные фуллерены делятся на два класса: экзоэдральные фуллерены с заместителями вне клетки и эндоэдральные фуллерены с захваченными молекулами внутри клетки.

В данной статье рассматривается химия так называемых «бакиболов», тогда как химия углеродных нанотрубок рассматривается в разделе «Химия углеродных нанотрубок» .

Химические свойства фуллеренов

Фуллерен или C 60 имеет форму футбольного мяча или I h с 12 пятиугольниками и 20 шестиугольниками. Согласно теореме Эйлера, эти 12 пятиугольников требуются для замыкания углеродной сети, состоящей из n шестиугольников, и C 60 является первым стабильным фуллереном, поскольку он является наименьшим из возможных для соблюдения этого правила. В этой структуре ни один из пятиугольников не контактирует друг с другом. И C 60 , и его родственник C 70 подчиняются этому так называемому правилу изолированного пятиугольника (IPR). Следующий гомолог C 84 имеет 24 изомера IPR, из которых несколько изолированы, и еще 51 568 изомеров, не являющихся IPR. Фуллерены, не являющиеся IPR, до сих пор были выделены только в виде эндоэдральных фуллеренов, таких как Tb 3 N@C 84 с двумя слитыми пятиугольниками на вершине яйцевидной клетки. [4] или как фуллерены с экзоэдральной стабилизацией , такие как C50Cl10 [ 5 ] и, как сообщается, C60H8 . [ 6] Фуллерены с менее чем 60 атомами углерода не подчиняются правилу изолированного пятиугольника (IPR).

Из-за сферической формы молекулы атомы углерода сильно пирамидализованы , что имеет далеко идущие последствия для реакционной способности. Подсчитано, что энергия деформации составляет 80% теплоты образования . Сопряженные атомы углерода реагируют на отклонение от планарности орбитальной регибридизацией sp²- орбиталей и π-орбиталей в sp 2,27 -орбиталь с усилением p-характера. P-лепестки простираются дальше за пределы поверхности, чем во внутреннюю часть сферы, и это одна из причин, по которой фуллерен является электроотрицательным . Другая причина заключается в том, что пустые низколежащие π * -орбитали также имеют высокий s-характер.

Двойные связи в фуллерене не все одинаковы. Можно выделить две группы: 30 так называемых двойных связей [6,6] соединяют два шестиугольника, а 60 связей [5,6] соединяют шестиугольник и пятиугольник. Из этих двух связей [6,6] короче и имеют более двойной характер связи, поэтому шестиугольник часто представляют как циклогексатриен , а пятиугольник как пентален или [5] радиален . Другими словами, хотя все атомы углерода в фуллерене сопряжены, суперструктура не является суперароматическим соединением . Значения длины связи по рентгеновской дифракции составляют 139,1 пм для связи [6,6] и 145,5 пм для связи [5,6].

Фуллерен C 60 имеет 60 π-электронов, но для закрытой конфигурации оболочки требуется 72 электрона. Фуллерен способен приобретать недостающие электроны путем реакции с калием , образуя сначала K
6С6−
60соль, а затем К
12С12−
60В этом соединении исчезло чередование длин связей, наблюдаемое в исходной молекуле.

Реакции фуллеренов

Фуллерены склонны реагировать как электрофилы. Дополнительной движущей силой является снятие напряжения , когда двойные связи становятся насыщенными. Ключевым моментом в этом типе реакции является уровень функционализации, т.е. моноприсоединение или множественное присоединение, а в случае множественного присоединения их топологические отношения (новые заместители, сгруппированные вместе или равномерно распределенные). В соответствии с правилами ИЮПАК термины метанофуллерен используются для обозначения производных фуллерена с замкнутым кольцом ( циклопропан ) , а фуллероид — для структур с открытым кольцом (метананнулен). [7] [8]

Нуклеофильные присоединения

Фуллерены реагируют как электрофилы с множеством нуклеофилов в нуклеофильных присоединениях . Промежуточный образованный карбанион захватывается другим электрофилом. Примерами нуклеофилов являются реагенты Гриньяра и литийорганические реагенты . Например, реакция C 60 с метилмагнийхлоридом количественно останавливается на пента-аддукте с метильными группами, центрированными вокруг циклопентадиенильного аниона, который впоследствии протонируется. [9] Другой нуклеофильной реакцией является реакция Бингеля . Фуллерен реагирует с хлорбензолом и хлоридом алюминия в реакции алкилирования типа Фриделя-Крафтса . В этом гидроарилировании продуктом реакции является 1,2-аддукт присоединения (Ar-CC-H). [10]

Перициклические реакции

Связи [6,6] фуллеренов реагируют как диены или диенофилы в реакциях циклоприсоединения , например, в реакциях Дильса-Альдера . 4-членные кольца могут быть получены с помощью [2+2]циклоприсоединения, например, с бензином . [11] [12] Примером 1,3-диполярного циклоприсоединения к 5-членному кольцу является реакция Прато .

Гидрогенизации

Фуллерены легко гидрогенизируются несколькими способами. Наименьший известный пергидрогенизированный фуллерен — додекаэдр C20H20 , формально полученный из наименьшего возможного, но неизвестного фуллерена C20 , который содержит всего 12 пятиугольных граней.

Примерами гидрофуллеренов являются C 60 H 18 и C 60 H 36 . Однако полностью гидрогенизированный C 60 H 60 является лишь гипотетическим из-за большой деформации. Высокогидрогенизированные фуллерены нестабильны, так как длительное гидрогенизирование фуллеренов путем прямой реакции с газообразным водородом в условиях высокой температуры приводит к фрагментации клетки. На конечной стадии реакции это вызывает коллапс структуры клетки с образованием полициклических ароматических углеводородов. [13]

C 60 реагирует с Li[BHEt 3 ] с образованием слабого основания [HC 60 ] − , которое выделяется как Li[HC 60 ][H 2 O] 6-9 . [14]

Галогенирование

Фуллерены могут реагировать с галогенами. Предпочтительная схема присоединения C 60 рассчитана как 1,9- для небольших групп и 1,7- для объемных групп. C 60 F 60 является возможной структурой. C 60 реагирует с газом Cl 2 при 250 °C с образованием материала со средним составом C 60 Cl 24 , хотя только C 60 может быть обнаружен с помощью масс-спектрометрии. [14] С жидким Br 2 C 60 дает C 60 Br 24 , в котором все 24 атома брома эквивалентны. Единственными охарактеризованными йодсодержащими соединениями являются промежуточные соединения: [C 60 ][CH 2 I 2 ][C 6 H 6 ] и [C 60 ][I 2 ] 2 . [14]

Гидроксилирования

Фуллерены могут быть гидроксилированы до фуллеренолов или фуллеролов . Растворимость в воде зависит от общего числа гидроксильных групп, которые могут быть присоединены. Один из методов — реакция фуллерена в разбавленной серной кислоте и нитрате калия до C 60 (OH) 15 . [15] [16] Другой метод — реакция в разбавленном гидроксиде натрия , катализируемая TBAH, добавляющим от 24 до 26 гидроксильных групп. [17] Также сообщалось о гидроксилировании с использованием NaOH / перекиси водорода без растворителя . [18] C 60 (OH) 8 был получен с использованием многоступенчатой ​​процедуры, начиная со смешанного пероксида фуллерена. [19] Максимальное число гидроксильных групп, которые могут быть присоединены (метод перекиси водорода), составляет 36–40. [20]

Электрофильные добавки

Фуллерены также реагируют электрофильными присоединениями . Реакция с бромом может добавить до 24 атомов брома к сфере. Рекордсмен по присоединению фтора — C 60 F 48 . Согласно предсказаниям in silico, пока еще неуловимый C 60 F 60 может иметь некоторые атомы фтора в эндо-позициях (направленных внутрь) и может больше напоминать трубку, чем сферу. [21]

Исключения

Были исследованы протоколы для удаления заместителей через элиминации после того, как они выполнили свою задачу. Примерами являются ретро-реакция Бингеля и ретро-реакция Прато .

Карбеновые добавки

Фуллерены реагируют с карбенами, образуя метанофуллерены. [22] Реакция фуллерена с дихлоркарбеном (образованным пиролизом трихлорацетата натрия ) впервые была описана в 1993 году. [23] Происходит одно присоединение по связи [6,6].

Радикальные дополнения

Фуллерены можно считать поглотителями радикалов . [24] [25] С простым углеводородным радикалом, таким как радикал t-бутил , полученный термолизом или фотолизом из подходящего предшественника, образуется радикал tBuC60, который можно изучить. Неспаренный электрон не делокализован по всей сфере, а занимает позиции вблизи заместителя tBu.

Фуллерены как лиганды

Фуллерен является лигандом в металлоорганической химии . Металлоорганическая химия C 60 диктуется его сферической геометрией и локализованной полиалкеновой π-электронной структурой. Все описанные производные представляют собой η 2 -комплексы, в которых металл координируется в слиянии шести-шести колец с формальной двойной связью. Аналогичные η 4 -диеновые или η 6 -триеновые комплексы не получены. [14]

C 60 и C 70 образуют комплексы с различными молекулами. В твердом состоянии структуры решетки стабилизируются межмолекулярными взаимодействиями. [14] Комплексы с переносом заряда образуются со слабыми донорами электронов. Двойная связь [6,6] является электронодефицитной и обычно образует металлические связи с гаптичностью η = 2. Такие режимы связывания, как η = 5 или η = 6, могут быть вызваны модификацией координационной сферы .

Варианты

Фуллерены с открытой клеткой

Часть исследований фуллеренов посвящена так называемым фуллеренам с открытой клеткой [27] , в которых одна или несколько связей удаляются химическим путем, открывая отверстие. [28] Таким образом, в него можно вставлять небольшие молекулы, такие как водород, гелий или литий. Первый такой фуллерен с открытой клеткой был описан в 1995 году. [29] В эндоэдральных водородных фуллеренах уже было продемонстрировано открытие, вставка водорода и обратное закрытие.

Гетерофуллерены

В гетерофуллеренах по крайней мере один атом углерода замещен другим элементом. [30] [31] На основе спектроскопии были зарегистрированы замещения бором ( борафуллерены ), [32] [33] азотом ( азафуллерены ), [34] [35] кислородом , [36] мышьяком , германием , [37] фосфором , [38] кремнием , [39] [40] железом , медью , никелем , родием [40] [41] и иридием . [40] Сообщения об изолированных гетерофуллеренах ограничиваются теми, которые основаны на азоте [42] [43] [44] [45] и кислороде. [46]

Оксиды фуллеренов C 60 O и C 70 O наблюдаются в небольших количествах в фуллеренсодержащей саже. Только C 60 O выделяется как чистое соединение в макроскопических количествах. [14]

Димеры фуллерена

Фуллерен C 60 димеризуется в формальной [2+2] циклоприсоединении к гантелевидной форме C 120 в твердом состоянии с помощью механохимии (высокоскоростное вибрационное измельчение) с цианидом калия в качестве катализатора. [47] Тример также был получен с использованием 4-аминопиридина в качестве катализатора (выход 4%) [48] и наблюдался с помощью сканирующей туннельной микроскопии в виде монослоя . [49]

Синтез

Многоступенчатый синтез фуллеренов

Хотя процедура синтеза фуллерена C60 хорошо известна (генерация большого тока между двумя соседними графитовыми электродами в инертной атмосфере), в исследовании 2002 года был описан органический синтез этого соединения, начиная с простых органических соединений. [50] [51]

Многоступенчатый синтез фуллеренов

На последнем этапе большой полициклический ароматический углеводород, состоящий из 13 шестиугольников и трех пятиугольников, был подвергнут флэш-вакуумному пиролизу при 1100 °C и 0,01 Торр . Три связи углерод-хлор служили инкубаторами свободных радикалов , и клубок был сшит в несомненно сложной серии радикальных реакций . Химический выход был низким: от 0,1 до 1%. Небольшой процент фуллеренов образуется в любом процессе, который включает сжигание углеводородов, например, при сжигании свечи. Выход методом сжигания часто превышает 1%. Предложенный выше метод не дает никаких преимуществ для синтеза фуллеренов по сравнению с обычным методом сжигания, и поэтому органический синтез фуллеренов остается проблемой для химии.

В 2021 году было сообщено о непрерывной видеосъемке с высоким разрешением, полученной с помощью просвечивающего электронного микроскопа, электронно-лучевого синтеза фуллерена C 60 снизу вверх через циклодегидрирование C 60 H 30. [52]

Аналогичное упражнение, направленное на создание клетки C78 в 2008 году (но без галогенов предшественника), не дало достаточного выхода, но, по крайней мере, можно было исключить появление дефектов Стоуна Уэльса . [53] Синтез C60 через фторированный предшественник фуллерена был зарегистрирован в 2013 году [54].

Очищение

Очистка фуллерена — это процесс получения фуллеренового соединения, свободного от загрязнений. При производстве фуллерена всегда образуются смеси C 60 , C 70 и более высоких гомологов . Очистка фуллерена — ключ к науке о фуллеренах , она определяет цены на фуллерены и успешность практического применения фуллеренов. Первым доступным методом очистки фуллерена C 60 была ВЭЖХ , с помощью которой можно было получать небольшие количества при больших затратах.

Практический лабораторный метод очистки сажи, обогащенной C 60 и C 70, начинается с экстракции в толуоле с последующей фильтрацией через бумажный фильтр. Растворитель выпаривают, а остаток (толуолрастворимая фракция сажи) снова растворяют в толуоле и подвергают колоночной хроматографии . C 60 элюируется первым с фиолетовым цветом, а C 70 следующим показывает красновато-коричневый цвет. [55]

При обработке нанотрубок установленный метод очистки для удаления аморфного углерода и металлов заключается в конкурентном окислении (часто смесью серной кислоты и азотной кислоты ). Предполагается, что это окисление создает кислородсодержащие группы ( гидроксильные , карбонильные , карбоксильные ) на поверхности нанотрубки, которые электростатически стабилизируют их в воде и которые впоследствии могут быть использованы в химической функционализации. В одном отчете [56] показано, что кислородсодержащие группы на самом деле объединяются с углеродными загрязнениями, абсорбированными стенкой нанотрубки, которые можно удалить простой промывкой основанием. Сообщается, что очищенные нанотрубки имеют сниженное отношение D/G, что указывает на меньшую функционализацию, а отсутствие кислорода также очевидно из ИК-спектроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии .

Экспериментальные стратегии очистки

Недавняя стратегия очистки фуллеренов в килограммовом масштабе была продемонстрирована Нагатой и др. [57]. В этом методе C 60 был отделен от смеси соединений фуллеренов C 60 , C 70 и более высоких классов путем предварительного добавления амидинового соединения DBU к раствору смеси в 1,2,3-триметилбензоле . Как оказалось, DBU реагирует только с фуллеренами C 70 и более высокими классами, продукты реакции которых отделяются и могут быть удалены фильтрацией. Фуллерены C 60 не имеют никакого сродства к DBU и впоследствии выделяются. Другие диаминные соединения, такие как DABCO, не обладают такой селективностью.

C 60 , но не C 70, образует соединение включения 1:2 с циклодекстрином (CD). Метод разделения обоих фуллеренов, основанный на этом принципе, стал возможным благодаря закреплению циклодекстрина на коллоидных частицах золота через мостик сера-сера . [58] Соединение Au/CD очень стабильно и растворимо в воде и селективно извлекает C 60 из нерастворимой смеси после кипячения с обратным холодильником в течение нескольких дней. Затем компонент фуллерена C 70 удаляется простой фильтрацией . C 60 вытесняется из соединения Au/CD путем добавления адамантола, который имеет более высокое сродство к полости циклодекстрина. Au/CD полностью рециркулируется, когда адамантол, в свою очередь, вытесняется путем добавления этанола , а этанол удаляется путем испарения; 50 мг Au/CD захватывают 5 мг фуллерена C 60 .

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Hirsch, A.; Bellavia-Lund, C., ред. (1993). Фуллерены и родственные структуры (темы в современной химии) . Берлин: Springer. ISBN 3-540-64939-5.
  2. ^ Дидерих, ФН (1997). «Ковалентная химия фуллеренов». Чистая и прикладная химия . 69 (3): 395–400. doi : 10.1351/pac199769030395 .
  3. ^ Прато, М. (1997). "[60]Химия фуллеренов для применения в материаловедении" (PDF) . Журнал химии материалов . 7 (7): 1097–1109. doi :10.1039/a700080d.
  4. ^ Beavers, CM; Zuo, T.; Duchamp, JC; Harich, K.; Dorn, HC; Olmstead, MM; Balch, AL (2006). "Tb 3 N@C 84 : Невероятный эндоэдральный фуллерен яйцевидной формы, нарушающий правило изолированного пятиугольника". Журнал Американского химического общества . 128 (35): 11352–11353. doi :10.1021/ja063636k. PMID  16939248.
  5. ^ Xie, SY; Gao, F; Lu, X; et al. (2004). «Захват лабильного фуллерена[50] как C50Cl10». Science . 304 (5671): 699. doi :10.1126/science.1095567. PMID  15118154. S2CID  39189162.
  6. ^ Weng, QH; He, Q.; Liu, T.; Huang, HY; Chen, JH; Gao, ZY; Xie, SY; Lu, X.; Huang, RB; Zheng, LS (2010). «Простое сжигание и характеристика октагидро[60]фуллерена с не-IPR C 60 клеткой». Журнал Американского химического общества . 132 (43): 15093–15095. doi :10.1021/ja108316e. PMID  20931962.
  7. ^ Прато, М.; Луккини, В.; Маджини, М.; Стимпфл, Э.; Скоррано, Г.; Эйерманн, М.; Сузуки, Т.; Вудл, Ф. (1993). «Энергетическое предпочтение в аддуктах 5,6 и 6,6 кольцевых соединений C60: фуллероиды и метанофуллерены». Журнал Американского химического общества . 115 (18): 8479. doi :10.1021/ja00071a080.
  8. ^ Фогель, Э. (1982). «Последние достижения в химии мостиковых аннуленов». Чистая и прикладная химия . 54 (5): 1015–1039. doi : 10.1351/pac198254051015 .
  9. ^ "Синтез 6,9,12,15,18-пентаметил-1,6,9,12,15,18-гексагидро(c60-ih)[5,6]фуллерена". Органические синтезы . 83 : 80. 2006.
  10. ^ Ивашита, А.; Мацуо, И.; Накамура, Э. (2007). «AlCl 3 -опосредованное моно-, ди- и тригидроарилирование [60]фуллерена». Angewandte Chemie International Edition . 46 (19): 3513–6. doi :10.1002/anie.200700062. PMID  17385815.
  11. ^ Hoke, SH; Molstad, J.; Dilettato, D.; Jay, MJ; Carlson, D.; Kahr, B.; Cooks, RG (1992). "Реакция фуллеренов и бензина". Журнал органической химии . 57 (19): 5069. doi :10.1021/jo00045a012.
  12. ^ Darwish, AD; Avent, AG; Taylor, R.; Walton, DRM (1996). "Реакция бензина с [70]фуллереном дает четыре моноаддукта: образование гомолога триптицена путем 1,4-циклоприсоединения фуллерена". Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2 (10): 2079. doi :10.1039/P29960002079.
  13. ^ Талызин, АВ; Цыбин, ЙО; Перселл, Дж. М.; Шауб, ТМ; Шульга, Й. М.; Норейус, Д.; Сато, Т.; Дзвилевски, А.; Сундквист, Б.; Маршалл, АГ (2006). «Реакция газообразного водорода с С60 при повышенном давлении и температуре: гидрирование и фрагментация клетоꆻ. Журнал физической химии A . 110 (27): 8528–8534. Bibcode :2006JPCA..110.8528T. doi :10.1021/jp0557971. PMID  16821837.
  14. ^ abcdefg Кинг, Р. (2005). Энциклопедия неорганической химии [10 томов] . Wiley. С. 603–625. ISBN 9780470860786.
  15. ^ Chiang, LY; Swirczewski, JW; Hsu, CS; Chowdhury, SK; Cameron, S.; Creegan, K. (1992). «Мультигидроксидобавки к молекулам фуллерена C60». Журнал химического общества, Chemical Communications (24): 1791. doi :10.1039/C39920001791.
  16. ^ Chiang, LY; Upasani, RB; Swirczewski, JW; Soled, S. (1993). «Доказательства наличия полукеталей, включенных в структуру фуллеролов, полученных из водно-кислотной химии». Журнал Американского химического общества . 115 (13): 5453. doi :10.1021/ja00066a014.
  17. ^ Li, J.; Takeuchi, A.; Ozawa, M.; Li, X.; Saigo, K.; Kitazawa, K. (1993). "Образование фуллерола C60, катализируемое гидроксидами четвертичного аммония". Журнал химического общества, Chemical Communications (23): 1784. doi :10.1039/C39930001784.
  18. ^ Ван, С.; Хэ, П.; Чжан, Дж. М.; Цзян, Х.; Чжу, С. З. (2005). «Новый и эффективный синтез водорастворимого [60]фуллеренола с помощью реакции без растворителя». Synthetic Communications . 35 (13): 1803. doi : 10.1081/SCC-200063958. S2CID  96782160.
  19. ^ Чжан, Г.; Лю, И.; Лян, Д.; Ган, Л.; Ли, И. (2010). «Простой синтез изомерно чистых фуллеренолов и образование сферических агрегатов из C60 ( OH) 8 ». Angewandte Chemie International Edition . 49 (31): 5293–5. doi :10.1002/anie.201001280. PMID  20575126.
  20. ^ Кокубо, К.; Мацубаяши, К.; Татэгаки, Х.; Такада, Х.; Ошима, Т. (2008). «Легкий синтез высокорастворимых в воде фуллеренов, более чем наполовину покрытых гидроксильными группами». ACS Nano . 2 (2): 327–333. doi :10.1021/nn700151z. PMID  19206634.
  21. ^ Jia, J.; Wu, HS; Xu, XH; Zhang, XM; Jiao, H. (2008). «Сконденсированные пятичленные кольца определяют стабильность C60F60». Журнал Американского химического общества . 130 (12): 3985–3988. doi :10.1021/ja0781590. PMID  18311972.
  22. ^ Ямада, Мичио (2013). «Добавки карбенов к фуллеренам». Chemical Reviews . 113 (9): 7209–7264. doi :10.1021/cr3004955. PMID  23773169.
  23. ^ Цуда, Минору (1993). «C61Cl2. Синтез и характеристика дихлоркарбеновых аддуктов C60». Tetrahedron Letters . 34 (43): 6911–6912. doi :10.1016/S0040-4039(00)91828-8.
  24. ^ Tzirakis, Manolis D. (2013). «Радикальные реакции фуллеренов: от синтетической органической химии до материаловедения и биологии». Chemical Reviews . 113 (7): 5262–5321. doi :10.1021/cr300475r. PMID  23570603.
  25. ^ Мортон, Дж. Р. (1992). «Исследования реакции алкильных радикалов с фуллереном (С60) методом ЭПР». Журнал физической химии . 96 (9): 3576–3578. doi :10.1021/j100188a006.
  26. ^ Кортес-Фигероа, Дж. Э. (2003). «Эксперимент для лаборатории неорганической химии: индуцированный солнечным светом фотосинтез комплексов (η2-C60)M(CO)5 (M = Mo, W)». Журнал химического образования . 80 (7): 799. Bibcode : 2003JChEd..80..799C. doi : 10.1021/ed080p799.
  27. ^ Vougioukalakis, GC; Roubelakis, MM; Orfanopoulos, M. (2010). «Фуллерены с открытой клеткой: на пути к созданию наноразмерных молекулярных контейнеров». Chemical Society Reviews . 39 (2): 817–844. doi :10.1039/b913766a. PMID  20111794.
  28. ^ Roubelakis, MM; Vougioukalakis, GC; Orfanopoulos, M. (2007). «Производные фуллерена с открытой клеткой, имеющие 11-, 12- и 13-членные кольцевые отверстия: химические превращения органических добавок на краю отверстия». Журнал органической химии . 72 (17): 6526–6533. doi :10.1021/jo070796l. PMID  17655360.
  29. ^ Hummelen, JC; Prato, M.; Wudl, F. (1995). «В моем баки есть дырка» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 117 (26): 7003. doi :10.1021/ja00131a024. S2CID  97064951.
  30. ^ Востровски, О.; Хирш, А. (2006). «Гетерофуллерены». Chemical Reviews . 106 (12): 5191–5207. doi :10.1021/cr050561e. PMID  17165685.
  31. ^ Hummelen, Jan C.; Bellavia-Lund, Cheryl; Wudl, Fred (1999). «Гетерофуллерены. Фуллерены и родственные структуры». Темы в Current Chemistry . 199 : 93–134. doi :10.1007/3-540-68117-5_3.
  32. ^ Chai, Y.; Guo, T.; Jin, C.; Haufler, RE; Chibante, LPF; Fure, J.; Wang, L.; Alford, JM; Smalley, RE (1991). «Фуллерены с металлами внутри». Журнал физической химии . 95 (20): 7564. doi :10.1021/j100173a002.
  33. ^ Muhr, H. -J.; Nesper, R.; Schnyder, B.; Kötz, R. (1996). «Гетерофуллерены бора C 59 B и C 69 B: генерация, экстракция, масс-спектрометрия и характеристика XPS». Chemical Physics Letters . 249 (5–6): 399. Bibcode :1996CPL...249..399M. doi :10.1016/0009-2614(95)01451-9.
  34. ^ Авердунг, Й.; Люфтманн, Х.; Шлахтер, И.; Маттай, Й. (1995). "Аза-дигидро[60]фуллерен в газовой фазе. Масс-спектрометрическое и квантовохимическое исследование". Тетраэдр . 51 (25): 6977. doi : 10.1016/0040-4020(95)00361-B .
  35. ^ Лампарт, И.; Нубер, Б.; Шик, Г.; Скибе, А.; Грёссер, Т.; Хирш, А. (1995). "C 59 N + и C 69 N + : изоэлектронные гетероаналоги C 60 и C 70 ". Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 34 (20): 2257. doi :10.1002/anie.199522571.
  36. ^ Кристиан, Дж. Ф.; Ван, З.; Андерсон, С. Л. (1992). "O + +C 60• C 60 O + производство и разложение, перенос заряда и образование C 59 O + . Dopeyball или [CO@C 58 ] + ". Chemical Physics Letters . 199 (3–4): 373. Bibcode :1992CPL...199..373C. doi :10.1016/0009-2614(92)80134-W.
  37. ^ Ohtsuki, T.; Ohno, K.; Shiga, K.; Kawazoe, Y.; Maruyama, Y.; Masumoto, K. (1999). "Формирование гетерофуллеренов, легированных As и Ge". Physical Review B. 60 ( 3): 1531. Bibcode : 1999PhRvB..60.1531O. doi : 10.1103/PhysRevB.60.1531.
  38. ^ Мёшель, К.; Янсен, М. (1999). «Стабилизатор Darstellung фосфор-гетерофуллерен в Hochfrequenzofen». З. Анорг. Аллг. Хим . 625 (2): 175–177. doi :10.1002/(SICI)1521-3749(199902)625:2<175::AID-ZAAC175>3.0.CO;2-2.
  39. ^ Pellarin, M.; Ray, C.; Lermé, J.; Vialle, JL; Broyer, M.; Blase, X.; Kéghélian, P.; Mélinon, P.; Perez, A. (1999). «Эксперименты по фотолизу смешанных кластеров SiC: от кластеров карбида кремния до легированных кремнием фуллеренов». Журнал химической физики . 110 (14): 6927–6938. Bibcode : 1999JChPh.110.6927P. doi : 10.1063/1.478598.
  40. ^ abc Billas, IML; Branz, W.; Malinowski, N.; Tast, F.; Heinebrodt, M.; Martin, TP; Massobrio, C.; Boero, M.; Parrinello, M. (1999). "Экспериментальные и вычислительные исследования гетерофуллеренов". Nanostructured Materials . 12 (5–8): 1071–1076. doi :10.1016/S0965-9773(99)00301-3.
  41. ^ Branz, W.; Billas, IML; Malinowski, N.; Tast, F.; Heinebrodt, M.; Martin, TP (1998). «Замещение клеток в кластерах металл–фуллерен». Журнал химической физики . 109 (9): 3425. Bibcode : 1998JChPh.109.3425B. doi : 10.1063/1.477410.
  42. ^ Hummelen, JC; Knight, B.; Pavlovich, J.; Gonzalez, R.; Wudl, F. (1995). "Изоляция гетерофуллерена C59N в виде его димера (C59N)2" (PDF) . Science . 269 (5230): 1554–1556. Bibcode :1995Sci...269.1554H. doi :10.1126/science.269.5230.1554. hdl : 11370/ffe5ba8c-5336-4aed-9c78-0a26f31d459d . PMID  17789446. S2CID  31270587.
  43. ^ Кешаварз-К, М.; Гонсалес Р.; Хикс, Р.Г.; Срданов Г.; Срданов В.И.; Коллинз, Т.Г.; Хуммелен, Дж. К.; Беллавиа-Лунд, К.; Павлович Дж.; Вудл, Ф.; Хольцер, К. (1996). «Синтез гидроазафуллерена C59HN, исходного гидрогетерофуллерена». Природа . 383 (6596): 147. Бибкод : 1996Natur.383..147K. дои : 10.1038/383147a0. S2CID  4315682.
  44. ^ Нубер, Б.; Хирш, А. (1996). «Новый путь к азотным гетерофуллеренам и первый синтез (C69N)2». Chemical Communications (12): 1421. doi :10.1039/CC9960001421.
  45. ^ Чжан, Г.; Хуан, С.; Сяо, З.; Чэнь, Ц.; Ган, Л.; Ван, З. (2008). «Получение производных азафуллерена из смешанных с фуллереном пероксидов и рентгеновские структуры монокристаллов азафуллероида и азафуллерена». Журнал Американского химического общества . 130 (38): 12614–12615. doi :10.1021/ja805072h. PMID  18759401.
  46. ^ Xin, N.; Huang, H.; Zhang, J.; Dai, Z.; Gan, L. (2012). «Легирование фуллеренами: приготовление азафуллерена C 59 NH и оксафуллероидов C 59 O 3 и C 60 O 4 ». Angewandte Chemie International Edition . 51 (25): 6163–6166. doi :10.1002/anie.201202777. PMID  22573566.
  47. ^ Комацу, К.; Ван, Г. В.; Мурата, И.; Танака, Т.; Фудзивара, К.; Ямамото, К.; Сондерс, М. (1998). «Механохимический синтез и характеристика димера фуллерена C120». Журнал органической химии . 63 (25): 9358. doi :10.1021/jo981319t.
  48. ^ Комацу, К.; Фудзивара, К.; Мурата, И. (2000). «Механохимический синтез и свойства тримера фуллерена C180». Chemistry Letters . 29 (9): 1016–1017. doi :10.1246/cl.2000.1016.
  49. ^ Кунитаке М., Уемура С., Ито О., Фудзивара К., Мурата И., Комацу К. (2002). «Структурный анализ тримеров С60 методом прямого наблюдения с помощью сканирующей туннельной микроскопии». Angewandte Chemie International Edition . 41 (6): 969–972. doi :10.1002/1521-3773(20020315)41:6<969::AID-ANIE969>3.0.CO;2-I. PMID  12491284.
  50. ^ Скотт, LT; Бурум, MM; Макмахон, BJ; Хаген, S.; Мак, J.; Бланк, J.; Вегнер, H.; Де Мейере, A. (2002). «Рациональный химический синтез C60». Science . 295 (5559): 1500–1503. Bibcode :2002Sci...295.1500S. doi :10.1126/science.1068427. PMID  11859187. S2CID  74269.
  51. ^ Числа на изображении соответствуют способу образования новых углерод-углеродных связей.
  52. ^ Лунгерих, Доминик; Хельцель, Хелен; Харано, Кодзи; Джун, Норберт; Амшаров, Константин; Накамура, Эйити (2021). «Преобразование одной молекулы в другую на видео: синтез фуллерена C60 снизу вверх из производного труксена C60H30». ACS Nano . 15 (8): 12804–12814. doi :10.1021/acsnano.1c02222. PMID  34018713. S2CID  235074316.
  53. ^ Амшаров, К. Я.; Янсен, М. (2008). «AC 78 Fullerene Precursor: Toward the Direct Synthesis of Higher Fullerenes». Журнал органической химии . 73 (7): 2931–2934. doi :10.1021/jo7027008. PMID  18321126.
  54. ^ Кабдулов, М.; Янсен, М.; Амшаров, К. Ю. (2013). «Построение фуллерена C60 снизу вверх из фторированного предшественника C60H21F9 с помощью лазерно-индуцированной тандемной циклизации». Chem. Eur. J . 19 (51): 17262–17266. doi :10.1002/chem.201303838. PMID  24273113.
  55. ^ Спенсер, Т.; Ю, Б.; Киршенбаум, К. (2006). «Очистка и модификация фуллерена C60 в студенческой лаборатории». Журнал химического образования . 83 (8): 1218. Bibcode : 2006JChEd..83.1218S. doi : 10.1021/ed083p1218.[ постоянная мертвая ссылка ]
  56. ^ Вердехо, Р.; Ламориньер, С.; Коттам, Б.; Бисмарк, А.; Шаффер, М. (2007). «Удаление остатков окисления из многостенных углеродных нанотрубок». Химические коммуникации (5): 513–5. дои : 10.1039/b611930a. ПМИД  17252112.
  57. ^ Нагата, К.; Деджима, Э.; Кикучи, И.; Хашигучи, М. (2005). «Выделение [60]фуллерена в килограммовом масштабе из смеси фуллеренов: селективное комплексообразование фуллеренов с 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-еном (DBU)». Chemistry Letters . 34 (2): 178. doi :10.1246/cl.2005.178.[ постоянная мертвая ссылка ]
  58. ^ Лю, И.; Ян, И. В.; Чен, И. (2005). «Фрагмент тио[2-(бензоиламино)этиламино]-β-CD модифицированные золотые наночастицы как рециркуляционные экстракторы для [60]фуллерена» (PDF) . Chemical Communications (33): 4208–10. doi :10.1039/b507650a. PMID  16100605. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-03-04 . Получено 2015-08-29 .