聚烯桥接的内体金属烯 Lu3N@I(h) -C80 的合成
Kumiko Sato1, Masahiro Kako, Mitsuaki Suzuki
1Life Science Center of Tsukuba Advanced Research Alliance, University of Tsukuba, lbaraki 305-8577, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|September 6, 2012
概括
化金属烯 (Lu3N@C80) 的功能在热和光化学路径之间有所不同. 单化Lu3N@C80经过光诱导的异构化,显示出可调节的电子特性,用于烯应用.
科学领域:
- 超分子化学 超分子化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 内膜金属烯 (EMF) 具有独特的特性,受其封装的金属集群和烯子的影响.
- 电磁场的功能化可以改变其电子和结构特征,但路径可能会有很大差异.
- 化集群被封装在一个I(h) -C(80) 富勒伦子 (Lu3N@I(h) -C(80) 中,作为一个模型系统.
研究的目的:
- 使用烯试剂研究Lu3N@I(h) -C(80) 的选择性功能化.
- 为了探索所得到的化Lu3N@I(h) -C(80) 导出物的光化学行为.
- 描述这些新型烯衍生物的结构,电子特性和理论基础.
主要方法:
- 的热反应 Lu3N@I(h) -C(80) 与 bis(2,6-diethylphenyl) 烯.
- 在环境光线下,化添加物的光化学异构化.
- 使用核磁共振 (NMR) 谱学,可见近红外 (Vis-NIR) 谱学和矩阵辅助激光吸附离子化飞行时间 (MALDI-TOF) 质谱学进行表征.
- 单晶X射线衍射用于结构确定.
- 电化学研究探测氧化还原潜力.
- 密度函数理论 (DFT) 的计算.
主要成果:
- 通过热路选择性形成一个单化Lu3N@I(h) -C(80) 衍生物 (1b).
- 在环境光照下,1b的意外光化学转化为同位素1a.
- X射线结晶学揭示了1a作为一个罕见的开放的1,2-adduct在C(80) 的[5,6]-环结点.
- 电化学分析显示,与原始EMF相比,1a和1b的氧化还原潜力发生了阴极转移.
- DFT计算支持观察到的结构和封装的Lu3N集群的行为.
结论:
- 在热条件下,Lu3N@I(h) -C(80) 的单化在热条件下具有高选择性.
- 光化学异构化提供了一种途径,可以访问不同的引异构体.
- 化过程有效地微调了内分体金属烯的电子特性.
- 这些发现为EMF的反应性和电子调制提供了洞察力,这与开发新的功能纳米材料有关.
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