Функционализация фуллеренов и их экзо-, эндо- и гетеропроизводных

О. В. Болталина, Л. Н. Сидоров

Химический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова

Уникальной особенностью молекулы фуллерена является ее способность образовывать беспрецедентное количество разнообразных производных в химических реакциях. Функционализация может проистекать как с образованием экзоэдральных производных, т.е. с присоединением функциональных групп к углеродному каркасу извне, так и эндофуллеренов, с гетероатомом, размещенным внутри каркаса, а также гетерофуллеренов, в которых один из атомов углеродного каркаса замещен на гетероатом. Среди экзо-производных фторфуллерены занимают особое место благодаря их относительно высокой термической стабильности, выраженным окислительным и фторирующим свойствам.

В докладе будут представлены последние достижения нашей исследовательской группы в синтезе, спектральных исследованиях и изучении физико-химических свойств фторпроизводных фуллеренов и азафуллеренов. В основе оригинального метода, предложенного и успешно реализованного для получения макроколичеств новых соединений фуллерена с фтором, лежит твердофазная реакция фуллерена с неорганическим бинарным или комплексным фторидом. Исследования процесса фторирования проводятся в два этапа (1)–реакция in situ в масс-спектральной установке, позволяющей контролировать образующиеся летучие продукты и оптимизировать таким образом условия синтеза специфических продуктов, (2)- синтез в реакторе в условиях динамического вакуума индивидуальных соединений в количествах, достаточных для проведения спектральных исследований и изучения ряда физико-химических свойств. Спектральные исследования, включающие ЯМР, ИК, РФЭС, РФА, масс-спектрометрию, позволили установить состав, молекулярное и кристаллическое строение синтезированных соединений.

Проведены работы по определению термодинамических свойств как кристаллических соединений, так и в газовой фазе. Установлены энергии разрыва связи С-F как в низкофторированных фуллеренах, так и в соединении С₆₀F ₄₈.