富勒烯C60衍生物的结构、性质、-----制备及其应用综述
纳米技术 富勒烯
除了C60外，还有C50、C70、C84、直至C960等，其中 C70有25个六边形，为椭球状。
C70
富勒烯的笼状结构系列
C60的晶体属分子晶体，晶体结构因晶体获得的方式不同而异， 但均系最紧密堆积所成。 用超真空升华法制得的C60单晶为面心立方结构。
C60单晶为面心立方结构
富勒烯的发现
发表在《Nature》上的第一篇报道 富勒烯(Fullerene)的论文
1990 1985 1991
~1996 2004
2010
富勒烯宏量 合成(克级)
诺贝尔化学奖
诺贝尔物理学奖
石墨及其结构
o石墨的结构早在1917年就已经 被Debye, Scherrer, Grimm, Otto, 和Bernal等人标定证明了。 o石墨的基本组成单元为石墨烯 （graphene） o在石墨烯中，每个碳原子都占 据一个六边形的顶角。由于sp2 杂化，每个碳原子都有三个 σ 键 。键的沿着六边形的边方向与邻 近三个原子相连，组成一个二维 的原子面 o多层石墨烯靠范德华力结合在 一起，行成层状结构的石墨。
a. 石墨烯通过ABABA的堆积方式行成了六角 柱型石墨结构，被称为a石墨 b. 石墨烯通过ABCABCA的堆积方式形成了 斜方六面体结构，被称为b石墨 o石墨烯内的最近邻原子间距：0.142nm
o石墨片层间距：0.335nm (约为2倍范德华半径 ），所以石墨片层间很容易滑动，被用作固体 润滑剂
石墨的成因和产状
第一篇出现C60质谱图的论文
1984年发表J. Chem. Phys.杂志上的质谱图
富勒烯的各种形态
富勒烯的各种形态
Ca@C50
La2@C80
内嵌富勒烯
内嵌富勒烯
富勒烯的结构式
富勒烯的结构式摘要：1.富勒烯的概述2.富勒烯的结构式3.富勒烯的性质与应用正文：【1.富勒烯的概述】富勒烯（Fullerene）是一种由碳原子构成的球状分子，其结构与足球相似，因此也被称为“足球分子”。
富勒烯是碳的同素异形体之一，它的发现者美国化学家理查德·富勒（Richard Fuller）因此获得了1996 年诺贝尔化学奖。
【2.富勒烯的结构式】富勒烯的结构式是由五角形和六角形构成的平面环状结构，这些环状结构通过碳- 碳键相互连接。
根据不同的连接方式，富勒烯可分为多种类型，其中最著名的是C60，它由60 个碳原子组成，并具有一个球状结构。
富勒烯的结构式可以用数学公式来描述，其中最简单的是C60。
C60 的结构式可以表示为：```H H| |H -- C == C -- H| |H H```这里的“H”代表氢原子，“C”代表碳原子，而“==”则表示双键。
通过这种方式，可以形象地描述富勒烯的结构。
【3.富勒烯的性质与应用】富勒烯具有许多独特的性质，如高度的稳定性、高强度的抗氧化性等。
这些性质使富勒烯在许多领域具有广泛的应用前景，如材料科学、生物医学、能源存储等。
富勒烯的高稳定性使其成为一种理想的材料，可用于制造超强材料。
例如，富勒烯可以与金属或非金属元素结合，形成具有高强度、高硬度的复合材料。
此外，富勒烯的高抗氧化性使其在生物医学领域具有广泛的应用，如用于治疗自由基相关的疾病。
在能源存储领域，富勒烯也具有潜在的应用价值。
研究表明，富勒烯可以作为超级电容器的电极材料，具有很高的电容和稳定性。
总之，富勒烯作为一种独特的碳分子，具有很多有趣的性质和广泛的应用前景。
富勒烯的研究应用与进展
富勒烯（C60）研究与应用现状化工与材料学院富勒烯（C60）研究与应用现状（辽宁省大连市甘井子区轻工苑1号大连工业大学化工与材料学院116034）摘要：富勒烯发现至今只有短短20年时间,由于其独特的结构和物理、化学性质,吸引了众多科学家的目光,因此在这20 年中,使得C60化学得到了很大的发展.文章综述了富勒烯的几种合成方法，并阐述了目前常用的应用现状，最后对其未来的发展作了展望。
关键词富勒烯；合成方法；应用引言富勒烯的发现始于1985 年Kroto 等【1】在高真空环境下激光溅射石墨的研究。
利用这种方法只能产生数以千计的富勒烯分子,根本无法进行富勒烯详细的性质表征研究, 当然更谈不上应用。
1990年,Krastchmer 等【2】发明了低压氦气环境下石墨电极电弧放电法合成富勒烯,能够得到克量级的C60 产物。
由于富勒烯特殊的结构和性能,在材料、化学、超导与半导体物理、生物等学科和激光防护、催化剂、燃料、润滑剂、合成、化妆品、量子计算机等工程领域具有重要的研究价值和应用前景。
1991 年富勒烯被美国《科学》杂志评为年度分子,富勒烯被列为21 世纪的新材料。
此后,科学家经过不断的探索和研究,发明了更多生产富勒烯的方法,例如连续石墨电极放电法、激光配合高温石墨棒蒸发法【3】、引入铁磁性金属催化剂法【4、5】、高温等离子体石墨蒸发法【6、7】,苯高温火焰燃烧法【8-10】等。
而且富勒烯在日常生活中的应用越来越广泛, 因而富勒烯产品在未来社会具有很好的发展前景。
2.富勒烯的合成方法2.1水下放电法水下放电法【11】将电弧室中的介质由惰性气体换为去离子水, 采用直流电弧放电, 以碳纯度为99%、直径6mm的碳棒做阳极, 直径为12mm的碳棒做阴极, 放入2. 5L 的去离子水中至其底部3mm的位置, 在电压为16 ～17V、电流为30A的条件下拉直流电弧, 产物可在水表面收集。
水下放电法不需要传统电弧法的抽气泵和高度密封的水冷真空室等系统,免除了复杂昂贵的费用, 可进一步降低反应温度, 能耗更小, 并且产物在水表面收集而不是在整个有较多粉尘的反应室。
富勒烯材料
碳富勒烯的性质
• 物理性质 包括一般性质、溶解性、波谱性质、磁性、光学性质、力学 性质、摩擦特性、电极化特性、电子运输和导电特性等。
• 化学性质 包括C60和金属的反应、自由基反应、亲核与亲电加成反应、 富勒烯配位化学、氧化还原反应、热氧化稳定性等。
2015年，牛津一家创业公司以每克 10.8亿元人民币的价格卖出内嵌富勒 烯，成为全世界第二贵物质，仅次于 暗物质
界面上，让CS2挥发形成LB膜。 2、化学沉积法
把C60自组装到基体表面有两种途径：一是先将具有特殊功能的基团修饰 后再在基团表面自组装；二是先将基体表面用具有特殊功能的基团修饰后， 再在溶液中于C60发生反应，从而形成C60衍生膜。
碳富勒烯及其衍生物的应用
1、在我们日常生活中的 例如在化妆品中会出现，因为它有抗自由基、 抗氧化、淡斑美白、抑制发炎四大作用。C60是一种很强的抗氧化物质，其抗 氧化能力是维生素C的125倍，除了抗氧化之外，它还有清除自由基、活化皮 肤细胞等作用。
C60 具体到C60来说，它由20个六角形和12个五角形构成，
每个五边形由5个六角形包围，五角形上的碳原子构成了C60富勒 烯上突起的顶点，形成完整的碳富勒烯，五边形的边长为
0.146nm，六边形的边长为0.14nm。富勒烯分子中的相邻碳
原子之间以近似的sp2 杂化共价键的方式连接，整个分子中的碳
• 除了这些，还有X射线衍射技术、拉曼光谱技术、核磁共振技术、红外光 谱技术、紫外-可见吸收光谱技术。
碳富勒烯的结构
1、富勒烯Cn结构的欧拉定律 实验表明，原子集团中的原子数目不是随意的，，只有包含一定数目原子
的团簇保持稳定，这一定数目的原子称为“幻数”。当团簇中的原子数目等于幻 数是较为稳定。经过一系列的实验研究和各个科学家的验证得出富勒烯Cn结构 的表达式
碳60的结构
碳60的结构
碳60，也被称为富勒烯或C60，是一种由碳原子组成的分子，其结构呈现出球形的形状。
它是由60个碳原子通过共价键连接而成，形成了一个类似于足球的结构。
碳60的发现对于纳米科学和材料科学领域产生了重大影响，并引起了广泛的研究兴趣。
碳60的结构可以被描述为由12个五角形和20个六角形构成的多面体。
每个碳原子通过共享电子形成了共价键，使得整个结构非常稳定。
这种球形结构使得碳60具有许多独特的性质和应用。
碳60具有非常高的力学强度和硬度。
由于其球形结构的稳定性，碳60分子能够承受很高的压力和变形，使其在材料科学中具有广泛的应用。
它可以用于制造超硬材料和高强度纤维，如碳纳米管。
碳60还具有良好的电子传导性。
碳60分子中的碳原子通过共享电子形成了导电路径，使得碳60成为一种优良的导电材料。
这使得碳60在电子学领域有着广泛的应用，如制造高性能的电子器件。
碳60还具有很强的化学稳定性和生物相容性。
由于其球形结构的稳定性，碳60分子不易发生化学反应，使其在化学工业中具有潜在的应用。
另外，碳60还可以与生物分子相互作用，具有潜在的药物传递和生物成像应用。
碳60的结构是一种独特而稳定的球形结构，具有许多独特的性质和
应用。
它在纳米科学和材料科学领域具有重要的地位，并在电子学、化学工业和生物医学等领域有着广泛的应用前景。
随着对碳60的进一步研究和理解，相信它将会带来更多的惊喜和突破。
C60介绍
C60及其化合物
碳元素的第三种晶体形态－富勒烯
1985年，Kroto等严格控制实验条件，获得了C60为主的质谱图，受建筑学家Fuller的启发，提出了C60。
C60又称富勒烯，由60个碳原子构成球形32面体，其中12个为等边无边形，20个为等边六边形，它是一种封闭的笼状结构（如下图所示）。
经测得直径为0.7nm。
科学家对C60的正多面体形成过程的
认识：从正20面体去顶，可以变形为正
32面体，其中12个为正五边形，20个
为正六边形。
（如右图所示）
C60的应用：极好的润滑剂，其衍生物应用
于超导半导体和催化剂。
富勒烯笼中可包含单个的金属离子K，
Na，Cs，La，Ca，Ba，Sr和U，生成富勒
烯的包含物C60M n+。
（左图为C60K3的结构
式）
C60中有多少个双键？（如右图所示）
C60＋30F2＝C60F60（白色粉末）
因为C60与F2反应最终得C60F60，证明打
开了30个双键。
经X射线衍射法测定，球形C60
也是面心立方密堆积结构，每个立
方面心晶胞中含有4个C60分子。
C60是分子晶体，球体间联系靠的是
范德华力，故熔沸点低，硬度较小，
不导电，是绝缘体。
富勒烯的笼状结构系列研究，如今已获知C70，C240，C540等。
(如下图所示）
C60的化合物
C60H60，尚未问世，然而心急的化学
家已给它起了一个名字叫做Fuzzyball。
（如右图所示）
C60与铂反应合成了新的加合物，如
左图，为它的结构，有6个Pt原子直接
与碳原子相连。
物理学专题研究作业——富勒烯
物理学专题研究作业——富勒烯富勒烯（Fullerene) 是一种碳的同素异形体。
任何由碳一种元素组成，以球状，椭圆状，或管状结构存在的物质，都可以被叫做富勒烯。
富勒烯与石墨结构类似，但石墨的结构中只有六元环，而富勒烯中可能存在五元环。
1985年Robert Curl等人制备出了C60。
1989年，德国科学家Huffman和Kraetschmer的实验证实了C60的笼型结构，从此物理学家所发现的富勒烯被科学界推向一个崭新的研究阶段。
富勒烯的结构和建筑师Fuller的代表作相似，所以称为富勒烯。
1985年英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托博士和美国科学家理查德·斯莫利在莱斯大学制备出了第一种富勒烯，即[60]富勒烯分子，因为这个分子与建筑学家巴克明斯特·富勒的建筑作品很相似，为了表达对他的敬意，将其命名为巴克明斯特·富勒烯。
饭岛澄男早在1980年之前就在透射电子显微镜下观察到这样洋葱状的结构。
自然界也是存在富勒烯分子的，2010年科学家们通过史匹哲太空望远镜发现在外太空中也存在富勒烯。
在富勒烯的发现之前，碳的同素异形体的只有石墨、钻石、无定形碳（如炭黑和炭），它的发现极大地拓展了碳的同素异形体的数目。
巴基球和巴基管独特的化学和物理性质以及在技术方面潜在的应用，引起了科学家们强烈的兴趣，尤其是在材料科学、电子学和纳米技术方面。
历史：早在1965年，二十面体C60H60被认为是一种可能的拓扑结构。
[2] 20世纪60年代科学家们对非平面的芳香结构产生了浓厚的兴趣，很快就合成了碗状分子碗烯（Corannulene）。
[3]日本科学家大泽映二在与儿子踢足球时想到，也许会有一种分子由sp杂化的碳原子组成，比如将几个碗烯拼起来的共轭球状结构，实现三维芳香性。
[4]他开始研究这种球状分子，不久他得出这种结构可以由截去一个二十面体的顶角得到，并称之为截角二十面体，就像足球的拼皮结构那样；他还预言了CnHn分子的存在。
富勒烯详细性能参数
富勒烯性能参数富勒烯性能参数一直是大家想了解的内容，富勒烯C60发现至今已有30多年，奇异的结构，开拓了碳原子新的时代。
富勒烯在溶解性、磁性、非线性光学性质、光导电性等表现出优异性能的应用范围也越来越广泛，它对材料科学、物理学、化学等领域将会产生更加重要的影响。
下面就由先丰纳米简单的介绍一些富勒烯性能参数。
一、物理性质1.溶解性：非极性分子C60具有高度对称性，在不同有机溶剂中的溶解性是不同的，C60脂肪族溶剂中的溶解度明显低于在芳香族溶剂中的溶解度。
2.磁性： C60分子球体中的磁流是中性的，但是它的五元环有很强的顺磁性，而六元环具有较为缓和的介磁性。
单一的C60有关磁性材料的研究主要是电荷转移复合物C60 ( TDAE)0.86的合成，在有机磁体中是居里温度最高的一种化合物。
3.光电导性：C60具有吸电子性，易与供电子的有机物结合，生成电荷转移型材料，光的吸收增大会得到更多的电子、空穴载流子，电导率因而增大.这样的材料可以用于光敏器件、静电复印等方面。
二、化学性质1.与金属反应： C60具有缺电子化合物的性质，倾向于得到电子，易与亲核试剂(如金属)反应。
C60在与金属反应有两种方式：其一，金属位于C60碳笼的内部，碳笼内配合物反应；其二，金属位于C60碳笼的外部，即碳笼外键合反应。
2.聚合反应：在光辐射照的条件下，C60分子可以发生聚合反应。
C60聚合反应有两种珍球链式和一种链悬挂式。
链悬挂式聚合物具有二维和三维的空间结构。
3.加成反应：C60具有不饱和性，加成反应主要有C60亲核加成反应和C60亲电加成反应。
它可以和胺类、磷化物等发生亲核加成反应，还可以与CH3I在格氏试剂作用下反应，生成烷基化物。
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c60成分
C60成分1. 简介C60成分指的是富勒烯（Fullerene）分子中含有的碳60（C60）分子。
富勒烯是由碳原子构成的球形分子，其结构类似于足球。
C60是最简单和最稳定的富勒烯之一，也被称为巴克球（Buckyball），以纪念发现者理查德·巴克。
2. 结构与性质2.1 结构C60分子由60个碳原子组成，形成了20个六元环和12个五元环的排列结构。
这种排列使得C60具有高度对称性和稳定性。
2.2 物理性质C60具有许多特殊的物理性质：•C60是一种固体，在常温下呈黑色晶体。
•它是一种非导体，在室温下没有电导能力。
•C60具有良好的溶解性，可以溶解在一些有机溶剂中，如苯、甲苯等。
•它具有较高的熔点和沸点。
2.3 化学性质•C60具有良好的化学稳定性，不易被一般的化学试剂氧化或还原。
•它可以与其他物质发生共价键或范德华力等相互作用。
•C60还可以被光激发，形成激发态的富勒烯分子。
3. 应用3.1 材料科学领域C60由于其特殊的结构和性质，在材料科学领域有广泛的应用：•C60可以作为催化剂，用于催化有机反应。
•它可以被用作传感器材料，检测环境中的某些物质。
•C60还可以作为药物输送载体，将药物包裹在其内部，以实现精确控制释放。
3.2 生命科学领域C60在生命科学领域也有一些应用：•它可以作为抗氧化剂，帮助清除自由基，减缓衰老过程。
•C60还具有抗病毒、抗癌等生物活性，因此被研究用于治疗相关疾病。
3.3 其他应用除了以上两个领域外，C60还有一些其他的应用：•C60可以用于制备光电器件、太阳能电池等。
•它还可以用于制备高分子材料的功能性添加剂，改善材料的性能。
4. 研究进展C60作为一种特殊的碳材料，近年来受到了广泛的研究关注。
研究人员在C60的合成方法、化学修饰、应用等方面进行了大量的研究。
目前，C60在药物输送、光电器件、环境传感等领域已经取得了一些突破性进展。
但是，由于其高成本和生产工艺上的限制，C60在实际应用中仍然面临一些挑战。
富勒烯及其衍生物的制备和生物医学效应
专业课程实践论文题目：富勒烯及其衍生物的制备和生物医学效应任课教师：罗志勇姓名：刘远见学号：20096918学院：化学化工学院专业班级：2009级材料化学1班富勒烯及其衍生物的制备和生物医学效应刘远见liuyuanjian[重庆大学化工学院2009级材料化学1班重庆中国 400044][摘要]：富勒烯和其衍生物作为一种新型含碳纳米材料，由于其独特的结构和物理化学性质，在生物、医学、超导、光学及催化等多领域有着极为广阔的应用前景。
在生物和医学领域，富勒烯及其衍生物具有抗氧化活性和细胞保护作用、抗菌活性、抗病毒作用、载带药物和肿瘤治疗等活性。
在总结国内外相关研究基础上，论文重点综述了几种典型富勒烯及衍生物的制备和生物效应。
[关键字]：富勒烯；纳米材料；生物效应；细胞保护；[Abstract]:Due to their unique structure and physical and chemical properties，fullerene and its denvatives have a widerange of potential appacations in biomedical field．They have many advantages in cell protection and antioxidant properties，antibacterial activity，antiviral activity，drug delivery and anti-tumor activities．In this paper，biomedical effects of fullerenes have been highlighted，and the synthesis of fullerene its derivative have been reviewed as well．[Key words]:fullerene;Nano-materials;Biological effects;Cytoprotective纳米科学、信息科学和生命科学并列成为2l世纪的三大支柱科学领域。
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有机化学课程小论文课题名称：富勒烯C60衍生物的结构、性质、制备及其应用综述学生：学号：指导教师：2011年1月13日目录摘要： (I)关键词： (I)Abstract: (II)Key world: (II)1.前言 (1)1.1概述 (1)1.2选题的意义 (1)2.富勒烯C60衍生物的结构、性质、制备及其应用 (2)2.1富勒烯C60衍生物的结构 (2)2.1.1金属富勒烯的结构 (2)2.1.2 C60吲哚衍生物的结构 (3)2.1.3 C60杂环衍生物的结构 (3)2.1.4 C60含氮衍生物的结构 (4)2.1.5 C60-TTF衍生物结构 (4)2.2富勒烯C60衍生物的性质 (4)2.2.1 金属富勒烯的性质 (4)2.2.2 C60吲哚衍生物的性质 (5)2.2.3 C60杂环衍生物的性质 (5)2.2.4 C60含氮衍生物的性质 (5)2.2.5 C60-TTF衍生物的性质 (5)2.3富勒烯C60衍生物的制备 (5)2.3.1 C60吲哚衍生物的制备 (5)2.3.2 C60杂环衍生物的制备 (6)2.3.3 C60含氮衍生物的制备 (8)2.3.4 多受阻酚富勒烯衍生物的合成 (8)2.3.5 布基球烯衍生物C60Br24和LaC60的高效制备 (8)2.3.6亚甲基[6,6]-Fullerene[C60]单羧酸衍生物的合成 (9)2.4富勒烯C60衍生物的表征、分离、自组装 (9)2.4.1 C60衍生物的表征 (9)2.4.2 C60衍生物的分离 (10)2.4.3 C60衍生物的自主装 (10)2.5富勒烯C60衍生物的应用 (11)2.5.1 C60衍生物在生物领域的应用 (11)2.5.2 C60衍生物在光、电、磁方面的开发应用 (11)2.5.3 C60高分子衍生物在摩擦学方面的应用 (12)2.5.4 新型C60衍生物/Ag复合纳米材料 (12)2.5.5C60衍生物在其它方面的应用 (12)3.结语与展望 (13)[参考文献] (14)富勒烯C60衍生物的结构、性质，制备及其应用综述摘要：本文根据C60所加成的官能团不同而形成的各种不同衍生物进行了分类。
综述了各种不同衍生物的结构、性质、制备及其应用。
主要介绍的衍生物有：金属衍生物、C60吲哚衍生物、C60杂环衍生物、C60含氮衍生物、C60-TTF衍生物等。
从目前研究某些富勒烯C60衍生物的性质表明： C60及其衍生物为人类提供了很多新型材料，在很多领域都有非常重要的用途。
关键词：富勒烯；富勒烯C60衍生物；新型材料；综述Fullerene C60Derivatives, properties, preparation andapplication SummaryAbstract:Started from 1992, the American scientists in one kind orecalled Shungites underground discover C60, C70. Fullerene and itsderivatives began to develop rapidly. Especially C60and its derivativesin the inquiry, when it is surprised to find their special nature.According to the addition of C60on the formation of different functional groups to classify the various derivatives, diverse nature of their structure, methods of preparation are also diverse, have their own characteristics. Reviewed a variety of different derivatives of the structure, properties, preparation and application. Article focuses onthe derivatives are: metal derivatives, C60indole derivatives, C60heterocyclic derivatives, C60derivatives containing, C60-TTF derivatives.And also describes the characterization of the current means of fullereneC60derivatives, separation methods, and some derivatives independentlymounted on the metal surface. C60and its derivatives provide mankind with many new materials in various fields have made important contributions.Key world:Fullerene ;Fullerene C60; New material;Summary1.前言1.1概述近年来，富勒烯C60及其衍生物的研究发展迅猛，应用广泛。
是一类具有远大前景的新型物质。
早在20世纪60年代科学家们就对非平面的方向结构产生浓厚的兴趣，很快就合成了碗状分子碗烯[1](Corannulene)。
日本科学家大泽映二虽然在1970年就预言了碳分子的存在，但他当时发表的文章并没有引起人们的普遍重视。
1985年，英国化学家哈罗德•沃特尔•克罗托博士和美国科学家理查德•斯莫利等人在氦气流中以激光汽化蒸发石墨实验中首次制的C60。
克罗托受建筑学家巴克敏斯特•富勒设计的启发，认为C60可能具有类似球体的结构，因此将其命名为富勒烯。
富勒烯是一系列纯碳组成的原子簇的总称。
现已分离得出其中的几种。
如我们要研究的C60以及还有C70等。
C60是由60个碳原子组成的空心圆球状具有芳香性的分子，这60个碳原子以20个六元环和12个五元环连接形成具有30个碳碳双键（C=C）的高对称的足球式笼形结构。
所以，富勒烯也被称为足球烯。
富勒烯的球体直径约为710pm，溶解性差[2]，具有导电性、记忆性、强硬度、易于富电子化合物反应、有良好的非线性光学效应（这在下文中研究的衍生物中也得到很好的证明和体现）。
并且对于C60来说，其结构中的大n键，使其具有特殊的化学活性能生成各种衍生物。
C60及其各种衍生物在应用方面具有潜在的前景，如超导体、耐磨润滑材料及特殊电子材料等。
在我们身边广泛使用并给我们的生活带来了无限便利。
1.2选题的意义C60的发现使我们了解到一个全新的碳化学世界。
从平面低对称性分子到全对称的球形分子，从简单分子到富勒烯笼包原子的超分子，从一维超导到三维超导，从平面的石墨到一维管状的碳纳米管等方面。
C60被发现的短短20多年来，C60及其衍生物已经广泛地影响到物理、化学、材料科学、生命及医药科学各领域[3]，极大丰富和提高了科学理论，同时也显示出了广大的应用前景。
自1995年将富勒烯的衍生物PCBM（[6,6]-phenyl-c61-butyric acid methyl ester）用于有机太阳能电池以来，有机太阳能电池便得到了长足的发展。
C60的衍生物更是在生物科学、物理科学、医药研究及农业生产中被广泛研究应用。
因此，探究和探讨该课题对于帮助我们进一步了解和应用C 60衍生物有重大意义。
2.富勒烯C 60衍生物的结构、性质、制备及其应用2.1富勒烯C 60衍生物的结构C 60是球形分子，分子中有30个双键，因此可以合成各种化合物。
C 60可以在Li 、液氨和正丁醇的溶液中进行Birch 还原反应，生成次C 60H 36和C 60H 18。
C 60棕黑色粉末在加热的情况下可以被氟气分别生成C 60F 6，C 60F 42和C 60F 60。
后者为白色粉末，可以作为高温润滑剂，耐热和防水材料。
C 60和四氧化锇及吡啶反应得到锇的酯化物。
其反应和结构如下[4]：图1 锇的酯化物C 60的缺电子特性使其成为很好的Diels-Alder 反应的亲二烯体，环加成反应一般可发生在6-6双键上[5]。
主要类型包括[1+2]，[2+2]，[3+2]和[3+4]，其中[3+2]型反应报导最多。
通过C 60的[3+2]环加成反应可合成一系列的衍生物，并成功地在C 60球壳上引入了杂环。
如C 60与亚胺叶立德反应生成C 60吡咯烷衍生物；C 60与重氮化合物反应可以生产一系列的亚甲基桥链富勒烯C 60[6]；C 60与氧化腈反应得到C 60异噁唑衍生物[7]；C 60与1，8-二碘萘反应得到C 60萘衍生物[8]等等。
C 60是一个直径为0.7nm 的球形分子，其腔可以容纳直径为0.5nm 的原子。
激光蒸发石墨的实验已经证明富勒烯笼可以包含金属离子。
下面我们将重点介绍一下某些C 60的衍生物。
2.1.1金属富勒烯的结构C 60分子具有I h 群的对称性，故可以从部分别嵌入单个Na 、Fe 、Al 等金属分子。
其中碱金属离子可以与富勒烯在碳笼外进行键合形成稳定的化合物，其键合存在着多种作用方式。
典型的有五种：即分别对应两个相邻六元环公共边即双键,相邻六元环与五元环的公共边即单键 ,五元环,六元环及顶端单原子情形[9]。
如图：图2 碱金属富勒烯由上可知，碱金属离子到C60分子中心的距离从Li+→Cs+逐渐增大,且都局限在C60分子的负电子区域(5～7A。
) 。
除此之外，早在1985年，C60分子刚刚发现之后，Kroto就预言，一些原子、小分子可以被包含在富勒烯的空腔。
并且这种笼金属富勒烯的存在随后在TOF-MS 中也得到证明。
2.1.2 C60吲哚衍生物的结构吲哚环体系广泛存在于生物体系中,具有多种药理作用, C60可作为电子给体同时又能表现出得电子性能，故合成C60吲哚衍生物就成了必然。
C60的吲哚衍生物结构如图3[10]：该类衍生物除了在医药上有较大的作用外，还可用于和对叔丁基杯[8]芳烃超分子作用。
这为利用杯芳烃对C60衍生物进行分子识别、C60衍生物分离、新的超分子化合物的制备及分子电荷或能量转移等方面的研究提供了参考。
图3 C60吲哚衍生物2.1.3 C60杂环衍生物的结构（一）、C60吡咯烷衍生物的结构环加成反应生成的C60衍生物比较稳定,容易分离, 产率较高,是目前获得较纯的C 60衍生物的一种有效方法。