C60吡咯烷羧酸衍生物的合成及其在水溶液中的聚集行为

摘要：

C60与亚氨基二乙酸甲酯[NH(CH2COOMe)2]的光化学反应制得2,5-双(甲氧羰基)富勒烯吡咯烷(1),产率为52%(基于已反应的C60).C60吡咯烷衍生物1与氯乙酸甲酯(ClCH2COOCH3)的N-烃基化反应,在微波辐射、无溶剂及相转移条件下,得到2,5-双(甲氧羰基)-N-(甲氧羰基)甲基富勒烯吡咯烷(2),产率47%(基于C60吡咯烷衍生物1).C60吡咯烷衍生物1和2用NaH,CH3OH水解后,经盐酸酸化得相应的二羧酸衍生物3和三羧酸衍生物4,产率分别为65%和53%(基于C60吡咯烷衍生物1和2).C60吡咯烷衍生物1～4的结构由1H NMR,13C NMR,IR,FAB-MS和元素分析证实.用电导法测定了C60吡咯烷二羧酸3和三羧酸4钠盐的临界聚集浓度(CAC),分别为3.58×10-4 mol/L(3)和3.33×10-4 mol/L(4).这一结果被C60吡咯烷衍生物3和4,在临界聚集浓度(CAC)附近的UV-Vis光谱的特征变化所支持.透射电子显微镜(TEM)和静态光散射(SLS)等方法也被用于检测C60吡咯烷衍生物3和4在临界聚集浓度(CAC)时的聚集行为,结果显示,C60吡咯烷衍生物3在缓冲溶液中(0.001 mol/L NaCO3-NaHCO3),其聚集体粒径的大小(Rg≈21 nm)不同于C60吡咯烷衍生物4(Rg≈23 nm).C60吡咯烷二羧酸3钠盐的临界聚集浓度(CAC)比C60吡咯烷三羧酸4钠盐的临界聚集浓度(CAC)大,聚集体粒径大小的不同,表明C60单加成衍生物加成基团中羧基(COOH)数目的多少对其聚集行为的影响.用化学发光法分别检测了C60吡咯烷二羧酸3和C60吡咯烷三羧酸4在缓冲溶液(0.05 mol/L NaCO3-NaHCO3)中对邻苯三酚自氧化产生的超氧阴离子(O2-*)的清除活性.C60衍生物3和4对O2-*的清除呈现有明显的剂量效应,但当超过一定浓度时(3:～3.50×10-4 mol/L,4:～3.25×10-4 mol/L),清除效率出现转折,并下降.这一现象与电导率测定时出现的CAC现象相一致,进一步证实了C60吡咯烷二羧酸3和C60吡咯烷三羧酸4在较高浓度的水溶液中有聚集的倾向,也说明了C60吡咯烷二羧酸3和C60吡咯烷三羧酸4的聚集会影响其清除超氧阴离子(O2-*)的活性.

关键词：光化学反应、微波辐射、富勒烯吡咯烷衍生物、临界聚集浓度、静态光散射、超氧阴离子自由基

所属期刊栏目：65

分类号：O6(化学)

资助基金：国家自然科学基金20474020

在线出版日期：2007-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：430-436