[发明专利]一种氮杂环卡宾催化的[60]富勒氢衍生物的合成方法

说明书

本发明公开了一种氮杂环卡宾催化的[60]富勒氢衍生物的合成方法，在氮杂环卡宾催化作用下，不饱和醛类化合物与[60]富勒烯、甲醇进行三组分反应高效合成一系列[60]富勒氢类衍生物。本发明使用氮杂环卡宾催化富勒烯反应，具有操作简单，无污染，后处理简单等优点，而且此发明具有底物范围广泛，官能团兼容性好，产率高，使用有机小分子催化剂，合成工艺绿色环保。

技术领域

本发明属于富勒烯衍生物的合成技术领域，具体涉及一种氮杂环卡宾催化的[60]富勒氢衍生物的合成方法。

背景技术

富勒烯的功能化是富勒烯化学的重要研究方向，可以改善富勒烯的溶解度，通过在富勒烯上引入不同功能的基团，制备其它结构和功能新颖的富勒烯衍生物。因此，探索新的富勒烯修饰方法，构建不同的官能团化的富勒烯，对于发展富勒烯衍生物在不同领域中的应用至关重要。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种氮杂环卡宾催化的[60]富勒氢衍生物的合成方法，在氮杂环卡宾催化作用下，不饱和醛类化合物与[60]富勒烯、甲醇进行三组分反应高效合成一系列[60]富勒氢类衍生物的新方法。本发明使用氮杂环卡宾催化富勒烯反应，具有操作简单，无污染，后处理简单等优点，而且此发明具有底物范围广泛，官能团兼容性好，产率高，使用有机小分子催化剂，合成工艺绿色环保。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种氮杂环卡宾催化的[60]富勒氢衍生物的合成方法，其特征在于具体过程为：以 α, β-不饱和醛类化合物或4-(氯甲基)苯甲醛类化合物、甲醇和[60]富勒烯为反应原料，以氮杂环卡宾为催化剂，以乙酸铯为促进剂，以无水邻二氯苯和无水二氯甲烷为反应溶剂，在惰性气氛下于90-110 ℃发生三组分反应，其中 α, β-不饱和醛类化合物或4-(氯甲基)苯甲醛类化合物在氮杂环卡宾催化作用下发生极性反转，由亲电性变成亲核性，与[60]富勒烯和甲醇发生反应制得目标产物[60]富勒氢衍生物，合成过程中的反应方程式为：

其中R₁为烷基、芳基或杂芳基。

进一步优选，所述的氮杂环卡宾催化的[60]富勒氢衍生物的合成方法，其特征在于具体步骤为：将[60]富勒烯、 α, β-不饱和醛类化合物或4-(氯甲基)苯甲醛类化合物、氮杂环卡宾、乙酸铯和甲醇置于干燥的史莱克管中，加入无水邻二氯苯和无水二氯甲烷，超声使体系完全溶解，在氮气氛围下于90-110 ℃的油浴锅中反应，反应停止后冷却至室温，滤去不溶物，减压旋出溶剂，先用CS₂作为洗脱剂收集未反应的[60]富勒烯，采用湿法上样，用薄层层析硅胶柱分离得到目标产物[60]富勒氢衍生物。

进一步优选，所述[60]富勒烯、 α, β-不饱和醛类化合物或4-(氯甲基)苯甲醛类化合物、氮杂环卡宾与乙酸铯的投料摩尔比为1.0:3.0:0.2:0.5。

进一步优选，所述 α, β-不饱和醛类化合物或4-(氯甲基)苯甲醛类化合物为、、、、、、或。

进一步优选，所述[60]富勒氢衍生物为、、、、、、或。

进一步优选，所述氮杂环卡宾为或。