Новая химия » Электродуговой синтез эндоэдрального металлофуллерена

Электродуговой синтез эндоэдрального металлофуллерена

Эндоэдральные металлофуллерены (ЭМФ) - новые, искусственно созданные соединения, содержащие один или несколько атомов металла внутри фуллереновой молекулы. Уникальная структура ЭМФ и разнообразие их свойств в зависимости от внедренного металла и фуллерена вызывают большой интерес к ним в плане изучения их химических и физических свойств [1]. Наиболее активно изучается возможность применения ЭМФ в биомедицине. Углеродный каркас обеспечивает практически абсолютную защиту от контакта эндоэдральных атомов металлов с внешней средой и возможных неблагоприятных последствий такого контакта для организма. В связи с этим, ЭМФ могут рассматриваться в качестве потенциальных радиопрепаратов (при внедрении радиоактивных эндоэдральных атомов), контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии (в случае парамагнитных эндоэдральных атомов) или каких-либо иных меток [1, 2].

Впервые об ЭМФ сообщила группа Р. Смоли в 1985 [3], сразу после открытия фуллеренов. Однако исследования строения и свойств ЭМФ начались только в 90-е годы, когда для их получения стали использовать электродуговой метод [4] испарения графитовых электродов компаундированных разными металлами или окислами металлов.

Тем не менее, физические и особенно химические свойства ЭМФ до сих пор слабо изучены.

Главной причиной такого положения является ограниченная доступность ЭМФ для широкого круга исследователей, что связано с проблемой их синтеза и выделения в индивидуальном виде. Содержание ЭМФ в синтезируемой саже обычно не превышает 1% и для получения их в чистом виде используется трудоемкий метод препаративной высокоэффективной жидкостной хроматографии. Несмотря на трудности, связанные с синтезом и выделением ЭМФ, в настоящее время уже выделено в чистом виде и охарактеризовано разными методами более 50 ЭМФ [1].

Цель работы - направленный синтез, выделение и характеризация эндоэдрального металлофуллерена Gd@C82(C2v).

Структура молекулы ЭМФ представляет собой усеченный икосаэдр, поверхность которого составлена из 12 пятиугольников и (n-20)/2 шестиугольников (где n – число атомов углерода), в полость которого инкапсулирован атом металла. В формуле M@C2n те атомы, которые справа от символа @, входят в состав фуллереновой оболочки, а те атомы, которые слева от этого символа, располагаются внутри фуллереновой клетки [1]. В настоящее время известен широкий перечень элементов, включающий значительную часть Периодической таблицы Д.И Менделеева, атомы которых удалось внедрить в фуллереновую молекулу [2], но наиболее активно исследуется ЭМФ, содержащие атомы элементов второй (Ca, Sr, Ba), третьей (Sc, Y, La) групп и лантаноиды.

Исторически первым был синтезирован La@C60. Его ионы были обнаружены в масс-спектрах продуктов лазерного испарения композитов из графита и оксида лантана [3]. В то же время первым ЭМФ, полученным в макроскопических количествах, оказался La@C82 [4]. Самые распространенные и стабильные ЭМФ имеют углеродный каркас C82 (Рис. 1), число 82 даже называется магическим. В настоящее время наиболее распространенными и доступными для фундаментальных и прикладных исследований являются ЭМФ с атомами лантаноидов.

Рис. 1. Строение молекулы M@C82.

Еще по теме:

Ферментоподобные полимеры
Новая область науки — инженерная энзимология — получила интенсивное развитие. Эта область разделилась на несколько направлений, поскольку выявились многообразные возможности, которые могут дать биоорганические катализаторы, ферменты, для проведения химических превращений вне обычной сферы их деятел ...

Промышленные способы получения основных производных бензола
В промышленности при синтезе алкилпроизводных бензола в качестве алкилирующих агентов применяют главным образом алкилгалогениды (в основном хлорпроизводные) и олефины. В качестве катализатора при алкилировании алкилгалогенидами используют только хлорид алюминия, отличающийся наибольшей активностью ...

Сульфаты
Сульфаты — минералы, соли серной кислоты H2SO4. В их кристаллической структуре обособляются комплексные анионы SO42−. Наиболее характерны сульфаты сильных двухвалентных оснований, особенно Ba2+, а также Sr2+ и Ca2+. Более слабые основания образуют основные соли, часто весьма неустойчивые (нап ...

Идеи алхимии


Идеи алхимии

Алхимия - своеобразное явление культуры, особенно широко распространённое в Западной Европе в эпоху позднего средневековья. Слово «алхимия» производят от арабского алькимия, которое восходит к греческому chemeia, от cheo — лью, отливаю.

Категории

Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru
Copyright © 2021 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru