Исторически первым изученным из химических свойств фуллерена было его восстановление. Как только стала понятной электрофильная природа фуллерена, были осуществлены различные реакции, например с активными металлами, энергичными органическими молекулами - донорами электронов, электрохимическое восстановление, для получения фуллереновых солей. Анион фуллерена оказался весьма активным участником многих реакций, подвергаясь электрофильным атакам, что открыло синтетические подходы к органической химии фуллерена.
Электрохимическое восстановление фуллерена-60 может быть осуществлено в перхлорате тетра-н-бутиламмония (ТБАClO4), который достаточно полярен для растворения образующегося по приведенной схеме темно-красного дианиона:
Обработка полученного раствора йодистым метилом приводит к образованию темно-коричневого раствора диметилдигидрофуллерена C60(CH3)2 (смесь продуктов 1,2- и 1,4-присоединения в отношении 3:2):
Очень легко происходят реакции химического восстановления фуллеренов активными электроположительными металлами, например, раствором рубидия в жидком аммиаке. Исходный фуллерен берут в виде суспензии, а получающийся анион оказывается растворимым в аммиаке:
Обработка полученных полианионов алкилйодидами приводит к полиалкилированным фуллеренам; таким образом был получен C60(CH3)24. Открытие сверхпроводимости комплексов C60 со щелочными металлами привлекло внимание научного сообщества к этому классу соединений. Первой полученной солью этого типа был K3C60, переход которого в сверхпроводящее состояние совершается при 19.3 К. За короткое время было синтезировано и изучено значительно количество таких соединений, изменяющихся на воздухе, но устойчивых к нагреванию. Так, K6C60 разлагается в запаянной трубке при 550 ° С по схеме:
Образование фуллеридов металлов объясняется внедрением ионов в гранецентрированную кубическую решетку, где они занимают свободные тетраэдрические о октаэдрические полости. Например, в соединении Na2C60 ионы натрия занимают две тетраэдрические полости, не изменяя параметров кристаллической решетки фуллерена-60. Более объемные ионы, чем Na+, заметно деформируют решетку, обусловливая низкотемпературную сверхпроводимость при условии, что фуллерен существует в виде аниона C603-.
|
| |
В качестве восстановителей по отношению к фуллерену могут выступать многие органические вещества, являющиеся достаточно энергичными донорами электронов. Первые такие комплексы были синтезированы простым смешиванием реагентов в подходящем неполярном растворителе, например, в бензоле. Получающиеся при этом комплексы с переносом заряда оказываются достаточно хорошо растворимыми в таких полярных растворителях, как бензонитрил или тетрагидрофуран, что исключительно облегчает их выделение. В определенных условиях образование комплексов оказывается обратимым; так, например, комплекс с тетра-(N,N-диметиламино)этиленом в толуоле и других ароматических растворителях они диссоциирует на фуллерен и молекулу - донор электронов:
Смотрите также
Аминокислоты
Любое
соединение, которое содержит одновременно карбоксильную и аминогруппу, является
аминокислотой. Однако, чаще этот термин применяется для
обозначения карбоновых кислот, аминогруппа кото ...
Нефть - чёрное золото планеты
Такое выражение известно всем, его смысл – тоже. Нефть
поистине неиссякаемый источник для человека. Сейчас наша жизнь настолько от неё
зависит, что было бы страшно представить её отсутствие. ...
Исследования электролитов кадмирования
Cd - довольно мягкий металл серебристо-белого
цвета несколько тверже олова но мягче цинка , вальцуется в листы , хорошо
куется и легко поддается полированию. Чистый ,свободный от по ...