含长碳链富勒烯衍生物的制备与表征

为了改善有机太阳能电池的光电特性,本文设计一种溶解性良好的富勒烯衍生物作为电池的受体材料。以对苯二酚和溴代正辛烷为原料制备对辛烷氧基苯酚中间体,再与丙二酸环亚异丙酯反应合成丙二酸单酯,进一步与十二醇酯化合成不对称丙二酸双酯,最后与富勒烯(C60)进行Bingel反应制备了含长碳链的富勒烯衍生物目标物,该化合物结构与电化学性质完全被表征。     

富勒烯衍生物的制备及其表征

最近太阳能利用技术的快速发展,推动了新材料的研发,特别是在有机聚合物活性材料领域,制备出各种电子供体和受体材料。本研究开发了一条简单的路线,可合成出系列的有机受体材料(富勒烯衍生物),通过利用活性的丙二酸亚异丙酯为起始原料,与对甲氧基苯酚进行酯化反应,高收率的制备了丙二酸对甲氧基苯酚单酯中间体;进一步与含羟基化合物反应(以叔丁醇为例),生成不对称的丙二酸双酯,最后与富勒烯C60进行Bingel反应制备富勒烯衍生物,其电化学性质被表征。     

聚合物太阳能电池富勒烯衍生物受体材料的制备及其表征

作为新能源,由于有机太阳能电池具有量轻、易于大面积柔性制备等特点,最近有机聚合物太阳能电池的开发得到了越来越多的关注,其光电转化效率最高值不断被刷新,这也带动了新材料的研发。本论文设计并合成了2个噻吩-富勒烯(C60)二元结构的化合物,用作电池的受体活性材料,进一步可开发成D-A型活性材料。通过利用活性的丙二酸亚异丙酯为起始原料,与十二醇进行酯化反应,高收率的制备了丙二酸单十二烷基酯中间体,再与5,5-二羟甲基环戊[c]并噻吩反应,生成对称的丙二酸双酯,最后与富勒烯C60进行Bingel反应制备2个富勒烯衍生物,其电化学性质被表征。     

齐聚噻吩/C60双电缆共聚物的合成及结构表征

可溶性聚噻吩和富勒烯(主要是C60)及其衍生物,是聚合物太阳能电池中被广泛使用的给体和受体材料[1~3],二者之间的相容性和富勒烯的聚集效应是影响光电转换效率的主要因素[4]。本文中,用Suzuki偶联法逐步合成噻吩的齐聚物,并通过氮卡宾反应将富勒烯和齐聚噻吩用共价键键接在一起,得到单一分子量分布的齐聚噻吩/C60共聚物,可实现分子水平的相连续结构。另外,通过1H-NMR、MALDI-ToF MS手段对其结构进行表征,通过循环伏安测试表征噻吩单元和C60在基态并无相互作用,紫外可见吸收光谱表明在300-500nm处有一个明显的吸收带。     

富勒烯文献题录

C6 0 碳原子簇的制备和应用 .化学推进剂与高分子材料 ,1 998(6) :2 1C6 0 与苯乙烯共聚物的合成及其掺杂C6 0 体系光电导性能研究 .功能高分子学报 ,1 999(9) :2 4 7我国C6 0 和碳钠米管的研究进展 .化工通报 ,1 999(1 0 ) :1 0富勒烯 (C6 0 ,C70 )的金属有机化学 .有机化学 ,1 999(6) :550当代化学前沿的热点透视 富勒烯族的发现与思考 .大学化学 ,1 999(1 0 ) :50富勒烯C6 0 的制备研究 .新型炭材料 ,1 999(4) :1 7新型含富勒烯的功能材料的研制和光物理研究 (上 ) .上海化工 ,2 0 0 0 (1 ) :1 0新型含富勒烯的功能材料的研制和光物…     

近期精细化工中间体专利信息

<正>自由基参与下高产率合成富勒烯材料的方法 CN:1415538 公开日:2003-05-07 涉及高产率合成C60、C70等富勒烯材料的方法,在现有的富勒 烯各种合成反应方法体系的反应装置和反应条件不变下,在反应开 始前,通过进样口添加含氯、硫、氢或氰基等原子的自由基物质到反 应体系内,所说的含氯、硫、氢或氰基等原子的物质为氯气、四氯化 碳、六氯苯、甲烷、氰化钠、氯化银、硫化铜等气态、液态或固态物质。 在合成反应进行时,其它反应条件保持不变。本发明的实施过程中不 必改变富勒烯合成的反应装置和反应条件,仅通过简单地添加能稳 定富勒烯反应中间体的含自由基原子的物质,使富勒烯反应中间体 的活性悬挂键为这些自由基所稳定,从而提高这些反应中间体的浓 度,使富勒烯的产率得到有效地提高。     

以ZIF-8为前驱体制备ZnO-TiO2复合材料及其敏化太阳能电池性能的研究

通过硝酸锌与2-甲基咪唑反应制备沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8),利用钛酸正四丁酯在ZIF-8表面水解得到ZIF/TiO2复合材料。在空气气氛中于不同温度条件下对ZIF/TiO2复合材料进行热处理得到不同的ZnO/TiO2复合材料,并应用于DSSC的光阳极,测试电池的光电流-光电压特征曲线,对测试结果进行分析。结果表明:不同ZnO/TiO2复合材料为光阳极材料制备的DSSC,光电转换效率与直接热处理制备的ZnO单相材料相比有了显著提高,其中热处理温度为600℃时,材料具备最高的光电转换效率,为3.69%,比直接热处理制备的ZnO单相材料0.78%的光电转换效率提高了373%,说明加入TiO2制备复合材料可以大幅度提高ZnO基DSSC的光电性能。     

富勒醇新型合成方法的研究

以富勒烯C60和溴为原料合成了溴代富勒烯(C60Br24),再与NaOH溶液反应合成了具有良好水溶性的富勒醇,采用透析法对产物进行了提纯,研究了NaOH溶液浓度对反应速率的影响。结果表明,当NaOH溶液浓度为12.75mol·L-1时,反应速率较快,且反应完全。本合成方法具有反应速率快、操作简单等优点。     

基于IF-MoS_2的复合材料制备及摩擦学性能研究

通过氧化还原反应与管式炉的真空加热,合成了无机类富勒烯结构二硫化钼纳米颗粒,并利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对所合成的二硫化钼纳米颗粒进行了表征。采用粉末冶金技术,制备了含无机类富勒烯二硫化钼的自润滑材料,并利用UMT摩擦磨损试验机,研究了所制备的复合材料的摩擦磨损性能。研究结果表明,加入适量的二硫化钼纳米颗粒之后,复合材料的摩擦系数明显降低,抗磨损性能提高。     

N-甲基-2-（4’-双噻吩基）-[60]富勒烯吡咯烷的合成及荧光特征

合成了N-甲基-2-(4'-双噻吩基)-[60]富勒烯吡咯烷,以1H NMR,13C NMR,FTIR,FAB-MS和UV进行了结构表征.测量其在甲苯溶液中的荧光发射光谱,并在此最大发射波长下测得其荧光寿命为6.03 ns,而C60在室温的荧光寿命大约是1.2 ns.表明N-甲基-2-(4'-双噻吩基)-[60]富勒烯吡咯烷在激光激发下,加成基团双噻吩环与母体C60之间发生了分子内能量转移和电荷传递,有可能产生长寿命的电荷分离态,为下一步制备聚噻吩富勒烯及太阳能电池的组装提供了光电等基本参数.     

氨基甲酸酯丙烯酸酯的合成及其光固化性能

利用碳酸亚乙酯与1,6-己二胺、异佛尔酮二胺反应合成了含氨基甲酸酯二元醇,并由氨基甲酸酯二元醇与丙二酸二甲酯的酯交换反应合成了丙二酸酯封端的氨基甲酸酯。利用丙二酸酯封端的氨基甲酸酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1,3-新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)及聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG200DA)的Michael加成反应合成含多官能度氨基甲酸酯丙烯酸酯(NIPUs)。用1HNMR及HRMS表征了合成中间体及NIPUs的结构,用FTIR考察了NIPUs光固化过程,初步评价了合成的多官能度丙烯酸酯复配物的光固化膜性能。结果表明,含占总质量分数3 %的光引发剂1173及占总质量分数10 % HDDA的多官能度丙烯酸酯溶液均能在60 s内光固化形成表面平整、具有较好的柔韧性（0.5~2.0 mm）的膜,固化膜的凝胶率大于96 %,固化膜对玻璃的附着力为0~2级,HDDA及NPGDA基的氨基甲酸酯丙烯酸酯光固化膜的铅笔硬度均达到6 H。     

告达庭丙酸酯及丙二酸酯的合成

以耳叶牛皮消Cynanchum auriculatum Royle ex Wight的块根为原料,经乙醇、氯仿提取,经硅胶柱色谱分离获得告达庭单体,并以其为原料,经半合成获得告达庭丙酸酯和告达庭丙二酸酯,以便进一步对其进行抗肿瘤活性研究。以告达庭为原料,在DCC和少量DAMP的催化下与酸反应成酯。结果表明:合成了告达庭丙酸酯和丙二酸酯,结构经1H NMR和13C NMR鉴定,并开展药理活性实验。通过该实验方法能合成告达庭酯类化合物。     

P(4-VP-co-AN)共聚物凝胶电解质的性能研究

采用自由基溶液聚合法合成出P(4-VP-co-AN),通过与交联剂发生化学交联反应固化液体电解质,制得凝胶电解质,并将其应用于染料敏化太阳能电池。当AN为聚合物质量分数为25%时,制备的凝胶电解质DSSCs具有较好的光电性能;同时,交联剂含量为P(4-VP-co-AN)质量的1.5%时,制备的凝胶电解质DSSCs光电性能最佳,与纯液体电解质DSSCs相比,其光电转换效率和最大输出功率分别达到液体电解质电池的77.38%和78.57%。     

新型含富勒烯的功能材料的研制和光物理研究（上）

本研究取得了一批有重要的基础科学意义和应用基础性的先进的创新性研究成果：（１）首次提出“以聚合物碳负离子为合成前体物质合成可溶性Ｃ_（６０）有机高分子衍生物”的合成路线和“用热失重分析确定含富勒烯的聚合物中Ｃ_（６０）含量”的方法;（２）首次合成了可溶性Ｃ_（６０）化学修饰的ＰＶＫ高分子光电导材料,从根本上解决了含Ｃ６０的共混高分子材料的相分离问题。同时发现该材料的光电导性能显著优于Ｃ６０掺杂的ＰＶＫ共混物;制备了第一个Ｃ６０高分子锂电池。在非均相体系中使用阴离子共聚方法合成含Ｃ６０的共聚高分子衍生物方面亦处于领先水平;（３）采用溶胶、凝胶法制成Ｃ６０／ＳｉＯ２全凝胶,观察到增强的宽带蓝移发光;（４）首次用物理喷束淀积制备富勒烯衍生物及富勒烯／高分子组合薄膜,观察到光电和超快光物理性能的明显优化,ＰＰＶ／Ｃ６０多层膜的光电导可提高４个量级以上,皮秒及飞秒非线性光学响应可优化一个量级;（５）首次在激光烧蚀质谱负离子通道中观测到“开笼”等新现象。从１９９４年至今,已在国内外学术期刊和国际会议上发表论文１２０余篇,其中国际ＳＣＩ核心期刊论文５０余篇     

钴催化羰基化合成丙二酸二烷基酯

报道了原位合成的四羰基钴钠催化羰基化氯乙酸甲酯、氯乙酸乙酯和氯乙酸异丙酯合成相应丙二酸酯的反应,探讨了影响反应的几种因素。在优化的反应条件下,氯乙酸酯有较高转化率（95％左右）,丙二酸二烷基酯有较高得率（90％以上）。实验显示这条绿色合成路线可望取代传统的氰化钠路线。探讨了氯乙酸烷基酯中烷基对反应活性的影响。     

甲氧基富勒醇的合成及其超分子组装和表征

将富勒烯(C60)与液溴反应制备溴代富勒烯,进而在碱性环境中与甲醇通过亲核取代反应制备得到两亲性富勒醇衍生物——甲氧基富勒醇。以环氧氯丙烷为交联剂,在碱性介质中合成水溶性的聚β-环糊精(β-CDP)。将甲氧基富勒醇与β-CDP通过研磨等方法进行超分子组装,得到甲氧基富勒醇与β-CDP的超分子组装体。采用FTIR、1 HNMR、TG-DTG对甲氧基富勒醇的结构进行表征,采用FTIR、SEM对β-CDP的结构进行表征,采用FTIR、SEM、DLS对组装体的结构进行表征。     

一种紫外线吸收剂的合成新方法

采用新方法合成了紫外线吸收剂苯基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)酯。苯基丙二酸二乙酯和N-甲基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇在甲苯中微纳米碳酸钾催化下反应,得到苯基丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯,然后在乙醇中与 4-羟基-3,5-二叔丁基苄基氯反应,得到目标产物,总收率为80%。化合物的结构通过1H NMR和13C NMR进行了表征。     

丙二酸二硫酯在不对称有机小分子催化反应和手性药物合成中的应用

近年来丙二酸二硫酯作为亲核活性增强的丙二酸酯类似物,在不对称有机小分子催化反应中得到了很好的应用,实现了一些普通丙二酸酯无法实现的反应.综述2007年至今,丙二酸二硫酯参与的有机小分子催化不对称反应及其在手性生物活性分子、手性药物合成中的应用研究进展.     

异咯嗪修饰富勒烯-聚丙烯酸的合成及其与DNA的相互作用

利用自由基聚合反应合成了聚丙烯酸修饰的富勒烯(C60-PAA),进一步通过酯化反应将核黄素类似物6,7-二甲基-9-(2′-羟乙基)-异咯嗪(DHIX)与C60-PAA共价连接,得到C60-PAA-DHIX.利用傅立叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱对产物的化学结构进行了表征.循环伏安法表明,C60-PAA-DHIX中富勒烯基团的第一还原电位要高于DHIX基团的第一还原电位.ESR实验表明C60-PAA-DHIX能与N,N-二甲基苯胺发生多步光诱导电子转移反应,即DHIX基团与N,N-二甲基苯胺发生光诱导电子转移生成DHIX负离子自由基(DHIX-.),DHIX-.能进一步将电子传递给富勒烯生成富勒烯负离子自由基.DNA熔解曲线、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱结果表明,C60-PAA-DHIX通过沟槽结合与CTDNA作用,而C60-PAA与DNA的作用较弱.无氧条件下,C60-PAA-DHIX具有比C60-PAA更强的DNA光损伤能力.     

高安全富勒烯化妆品原料及其美白、抗炎，修复功效

制备了两种水溶性富勒烯衍生物〔富勒烯透明质酸钠（MHAF60）、富勒烯聚乙烯吡咯烷酮(PPF60)〕,并对其护肤性能进行了测试。UV-Vis和FTIR结果显示,富勒烯依然保持了其特征吸收。DLS结果显示两种材料粒径分别为368.5nm和500.6nm。GC结果表明两种材料均无有机溶剂残留。EPR结果显示MHAF60淬灭自由基的能力要显著优于PPF60、维生素C和水溶性虾青素。以人表皮角质细胞（HEK-A）作为研究对象,测试了在双氧水损伤条件下MHAF60对细胞的修复和保护作用,结果显示MHAF60的效果显著优于维生素C和水溶性虾青素。斑马鱼模型试验结果显示MHAF60具有显著的抑制黑色素、抗炎修复功效,安全性更高。