[发明专利]从多种杂质中提纯富勒烯衍生物

说明书

相关申请

本申请要求2009年3月17日提交的美国临时专利申请61/160,812的优先权，其全部内容在此参考并入。为向本领域技术人员更全面描述本申请所述发明时的现有技术，本申请引用的所有专利、专利申请以及出版物的全部内容在此参考并入。

发明领域

本发明主要涉及富勒烯和富勒烯衍生物的提纯方法。具体来说，本发明涉及C₆₀衍生物、C₇₀衍生物以及其他更高级富勒烯衍生物或者其混合物的提纯方法。

发明背景

富勒烯是指含有中央腔碳笼结构的一类化合物。由于其在润滑剂、半导体和超导体方面的潜在应用价值，富勒烯和富勒烯衍生物吸引了人们极大的兴趣。常用的富勒烯衍生物包括苯基-C₆₁-丁酸甲酯(C₆₀PCBM)、噻吩基-C₆₁-丁酸甲酯(C₆₀ThCBM)、C₆₀-茚加合物(Pupiovskis et al.，Tetrahedron Letters，1997，Vol.38，No.2，285-288；和美国专利申请2008/0319207)、C₆₀-醌二甲烷加合物(Belik et al.，Angw.Chem.Int.Ed.1993.32，No.1，78-80)，和模块化两性离子介导的转化反应产物，例如C₆₀-丁炔二酸二甲酯加合物与多种亲核试剂反应的产物(Zhang et al.，J Am.Chem.Soc.2007，129，7714-7715和J Am.Chem.Soc.2009，131，8446-8454)以及C₇₀衍生物。常用富勒烯功能化方法的其他例子记载在文献中，例如，由A.Hirsch和M.Brettreich编著，Wiley-VCH Verlag出版社于2005年出版，国际标准书号为3-527-30820-2的名为《富勒烯化学与反应》一书。与未经取代的富勒烯相比，富勒烯衍生物总体更适于加工，并能同时保持理想的电子性质。

C₆₀通常可通过多种方法制备，例如电弧汽化、激光烧蚀和燃烧。除了C₆₀，所述方法还可用于生产其它富勒烯产品，例如C₇₀、C₈₄以及其它富勒烯，C₁₂₀和其它富勒烯二聚体，在采用燃烧工艺生产时还会产生多环芳烃(PAHs)。PAH又称为多聚芳烃、多聚芳香性碳氢化合物或者由稠合或其他方式连接芳环组成的多环芳烃。PAH具有结构多样性，并且已经有大量具有相同分子量的异构体被鉴定出且常常被合成出来(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，Ronald G.Harvey，Wiley-VCH，New York，1997，ISBN 0-471-18608-2)。目前，C₆₀或者C₇₀衍生物通过C₆₀或者C₇₀的多种衍生化反应制备。当其它的富勒烯、二聚体和PAH在与反应混合物中的C₆₀或者C₇₀混合时，其它的富勒烯、二聚体和PAH均为杂质且以反应的和未反应的形式存在。尤其在燃烧方法中，可能会生成多种类型含有10个到160个碳原子的PAH(Lafleur et al.，J Am.Soc.Mass Spectrom.1996，7，276-286)。已有报道指出，色谱学方法在富勒烯形成火焰的浓缩物质中检出含10个到32个碳原子的PAH(Grieco et al.，Proc.Combust.Inst.1998，27，1669-1675)，这些PAH将给C₆₀或者C₇₀衍生物提纯过程带来困难。

通常采用的富勒烯衍生物提纯方法是以硅胶作为固定相的柱色谱法。但是，有时这种方法获得高纯度物质的能力有限。

发明简介

本发明描述了从多种杂质中提纯富勒烯衍生物。

本发明一方面描述了富勒烯衍生物的提纯方法。该方法包括：

将富勒烯衍生物-杂质混合物引入到活性炭柱；且

使用溶剂系统洗脱富勒烯衍生物获得提纯的富勒烯衍生物；其中，

富勒烯衍生物是一种富勒烯衍生物或富勒烯衍生物的混合物；

杂质包含一种或者多种多环芳香烃；且

经提纯后，富勒烯衍生物-杂质混合物中有超过约25wt％的多环芳香烃被去除。