Cải tiến việc tinh chế C60 và hình thành các fullerenes cầu methano σ- và π-homoaromatic thông qua phản ứng với các alkyl diazoacetates

Helvetica Chimica Acta - Tập 76 Số 3 - Trang 1231-1250 - 1993
Lyle Isaacs1, Arno Wehrsig1, François Diederich1
1Laboratorium für Organische Chemie, ETH‐Zentrum, Universitätstrasse 16, CH–8092 Zürich

Tóm tắt

Một phương pháp nhanh chóng và chi phí thấp để tinh chế quy mô lớn C60 là lọc đơn giản chiết xuất hòa tan trong toluene của bồ hóng fullerene thương mại qua một cục than/silica gel ngắn với toluene là dung môi rửa. Các phản ứng của C60 với ethyl và tert-butyl diazoacetates trong toluene được đun sôi dẫn đến việc hình thành các đồng phân (alkoxycarbonyl)methylene-bridged 1a3a1b3b, tương ứng, có thể cân bằng, khi tiếp tục gia nhiệt, thành các hợp chất đơn lẻ 1a1b, tương ứng. Các đồng phân 1a/b có cầu methano tại điểm nối vòng 6–6, trong khi các cấu trúc 2a/b3a/b được kết nối tại điểm nối 6–5. Một ảnh hưởng mạnh mẽ của các hiệu ứng độ cao cục bộ và độ cao π‐vòng đối với sự thay đổi hóa học NMR của các proton methine trong cầu được quan sát thấy: các sự thay đổi hóa học của các proton nằm trên vòng ngũ giác trong 2a/b và trên vòng lục giác trong 3a/b khác nhau với Δδ = 3,47 và 3,45 ppm, tương ứng. Phân tích các sự thay đổi hóa học 13C-NMR của các nguyên tử C đầu cầu và các hằng số liên kết 1J(C,H) cho các nguyên tử cầu methano cho thấy một cách thuyết phục rằng các cấu trúc cầu vòng 6-5 2a/2b3a/3b là π-homoaromatic (‘liên kết transannular mở’) và các cấu trúc cầu vòng 6-6 1a/b là π-homoaromatic (‘liên kết transannular đóng’). Các phổ hấp thụ điện tử cho thấy π-homoconjugation trong 2a/b3a/b đại diện cho sự rối loạn điện tử nhỏ hơn nhiều của chromophore C60 nguyên gốc so với σ-homoconjugation trong 1a/b. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy một liên kết ấn tượng giữa hóa học của các annulene cầu methano và các fullerenes cầu methano.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1038/347354a0

10.1021/j100387a004

10.1021/ja00003a053

(c)R.Taylor J. P.Hare A. K.Abdul‐Sada H. W.Kroto J. Chem. Soc. Chem. Commun.1990 1423.

10.1021/jo00037a057

10.1021/jo00037a056

10.1002/ange.19921041238

10.1002/anie.199216401

10.1080/10406639208048426

10.1021/ar00015a004

10.1038/350046a0

10.1016/0021-9673(92)85194-X

10.1016/0021-9673(92)80317-N

10.1016/0009-2614(92)90005-8

10.1021/jo00313a009

10.1021/jo00025a006

10.1016/0021-9673(92)80152-K

10.1021/ja00008a023

10.1007/BF02275915

(c)D.Herren C.Thilgen C.Calzaferri F.Diederich J. Chromatogr. in press.

10.1002/ange.19921040543

10.1002/anie.199206441

10.1021/jo00032a057

10.1021/ja00046a051

10.1126/science.254.5035.1186

10.1021/ja00044a054

10.1021/ar00015a009

10.1002/ange.19921041019

10.1002/anie.199213881

10.1021/ja00054a049

10.1002/ange.19931050121

10.1002/ange.19921040642

10.1002/anie.199207661

10.1126/science.252.5003.312

10.1126/science.252.5009.1160

10.1021/ja00039a084

10.1021/ja00044a055

10.1126/science.252.5005.548

10.1021/ja00029a058

10.1002/ange.19921040341

10.1002/anie.199203511

A. M.Vassallo A. J.Palmisano L. S. K.Pang M. A.Wilson J. Chem. Soc. Chem. Commun.1992 60.

Silverstein R. M., 1991, Spectrometric Identification of Organic Compounds, 213

10.1126/science.257.5077.1660

Vogel E., 1967, Aromaticity, 113

10.1351/pac196920030237

10.1351/pac198254051015

10.1002/ijch.198000075

10.1351/pac199365010143

10.1002/ange.19730851308

1973, Angew. Chem. Int. Ed., 7, 570

10.1351/pac197544040807

(c)E.Vogel T.Scholl J.Lex G.Hohlneicher Angew. Chem. Suppl.1982 1882;

10.1021/ja00174a003

10.1002/ange.19911030614

10.1002/anie.199106831

10.1002/cber.19921250134

E.Vogel J.Lex H.Wrubel C.König unpublished results.

Vogel E., 1968, Chimia, 22, 21

10.1021/jo00006a015

10.1002/ange.19660781211

10.1002/anie.196606041

10.1021/ja00966a070

(a)F.Straube Dissertation Cologne 1973;

10.1021/ja00817a026

10.1021/ja00043a046

10.1021/jo00045a012

10.1016/0009-2614(92)86139-9

K. N.Houk I.Chao unpublished results.

10.1002/9780470147245.ch1

10.1021/ja01081a045

10.1016/S0040-4039(01)98370-4

10.1016/S0040-4039(00)96970-3

Regitz M., 1973, Org. Synth. Coll., 179

10.1126/science.254.5039.1768