內(nèi)含富勒烯的活門囚籠復(fù)合物以及利用其來純化富勒烯的方法
【專利摘要】一種內(nèi)含富勒烯的活門囚籠復(fù)合物以及利用其來純化富勒烯的方法，揭示由各種以環(huán)三聚藜蘆烯(cyclotriveratrylene，CTV)為基礎(chǔ)的分子容器及各種富勒烯所形成的富勒烯@CTV復(fù)合物(包括富勒烯@CTV活門囚籠復(fù)合物)。還揭示以富勒烯@CTV活門囚籠復(fù)合物從富勒烯混合物中純化出至少一種富勒烯的方法，該純化過程不需要使用結(jié)晶和高性能液相層析法。
【專利說明】內(nèi)含富勒烯的活門囚籠復(fù)合物以及利用其來純化富勒烯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含有富勒烯的活門囚籠復(fù)合物，以及利用含有該富勒烯的活門囚籠復(fù)合物來純化富勒烯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]富勒烯(fullerenes)包含圓柱形的納米碳管以及球形的巴克球(buckyball),由于具有獨特的結(jié)構(gòu)和電子特性，使其在材料科學(xué)、化學(xué)、超導(dǎo)物理學(xué)、半導(dǎo)物理學(xué)以及生物學(xué)等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用性。若不論缺乏均勻半徑與長度的納米碳管，在富勒烯萃取物中，含量最多的是C6tl與C7tl兩種巴克球。雖然自1980年代以來，C60與C7tl的化學(xué)反應(yīng)性及光電特性已經(jīng)被廣泛地調(diào)查研究過，然而其實際應(yīng)用性仍然受限于其在有機溶劑中的低溶解度。此低溶解度的問題也嚴(yán)重地影響到C6tl與C7tl的分離與純化。
[0003]雖然自富勒烯萃取物中分離出含量較多的C6tl并不乏其法，然而，同樣要從富勒烯萃取物中分離出對稱性較低但具較高光電應(yīng)用潛力的C7tl卻相對困難。要得到高純度的Cni常需要經(jīng)過繁復(fù)的純化過程，其中包括了結(jié)晶法與高效能液相層析法(high-performanceliquid chromatography;HPLC)。因此,高純度的C7tl不易取得,花費也高,也因此限制了 C7q在實際應(yīng)用上的研究與發(fā)展。
[0004]利用主體-客體(host-guest)復(fù)合來進行C7tl的選擇性分離或許是種解決的辦法。雖然有些經(jīng)過精巧設(shè)計合成出來的主體分子的確會在溶液中選擇與C6tl或C7tl形成復(fù)合物，但是要達到能作為分離巴克球混合物工具的高選擇性與高穩(wěn)定性，仍然是個挑戰(zhàn)。
[0005]與不能釋放封存其中的客體分子的囚籠復(fù)合物(carcerands)不同，活門囚籠復(fù)合物(hemicarcerands)可在升溫的條件下封存客體分子并形成室溫穩(wěn)定且可分離的活門囚籠復(fù)合物，其封存的客體分子也可在升溫條件下釋出。雖然Cram在1995年第一次提出分子杯二聚體(a cavitand dimer)的內(nèi)部空間可以適合容納C6Q(Hemicarcerandswith interiors potentially capable of binding large guests.J.Chem.Soc.，Chem.Commun.1085-1087 (1995))，能夠選擇性封存C6tl及C7tl等大尺寸客體的活門囚籠復(fù)合物卻從未被成功研制過。其中最大的原因或許是在客體分子與主體分子間要形成活門囚籠復(fù)合物以封存或釋放客體分子時，很難預(yù)測及平衡客體分子進出主體分子開口時的立體效應(yīng)與活化能變化的原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明其 中一個方面是提供一種富勒烯@CTV復(fù)合物(包含活門囚籠復(fù)合物；hemicarceplex),是由富勒烯客體或其衍生物陷入環(huán)三聚藜蘆烯分子容器(縮寫成CTV)的內(nèi)部空腔而成，其中該CTV主體具有下面化學(xué)結(jié)構(gòu)式，且其中LSl與LS2分別為第一連接間隔基團與第二連接間隔基團。
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種富勒烯OCTV復(fù)合物，是由富勒烯客體或其衍生物陷入在環(huán)三聚藜蘆烯分子容器(縮寫成CTV)的內(nèi)部空腔中而成，其特征在于:該CTV主體具有如下化學(xué)結(jié)構(gòu)式:
2.如權(quán)利要求1所述的富勒烯@CTV復(fù)合物，其特征在于:至少所述第一連接間隔基團與所述第二連接間隔基團之三為包括至少10個碳的直鏈烷基。
3.如權(quán)利要求1所述的富勒烯@CTV復(fù)合物，其特征在于:至少所述第一連接間隔基團與所述第二連接間隔基團之一包括一雙酯連接基。
4.如權(quán)利要求1所述的富勒烯@CTV復(fù)合物，其特征在于:該CTV主體為
5.如權(quán)利要求1所述的富勒烯OCTV復(fù)合物，其特征在于:該富勒烯OCTV復(fù)合物為C6tlOCTVl、C7(I@CTV1、C76@CTV1、C78@CTV1、C60iCTV2, C70iCTV2, C60iCTV3, Sc3NiC80iCTV4, C60iCTV5,C70iCTV5、C76iCTV5、C78iCTV5、C60iCTV6Sc3NiC80iCTV4、C60iCTV5、C70iCTV5、C76iCTV5、C78iCTV5、或 C60@CTV6。
6.—種如權(quán)利要求1-5任意一項所述的富勒烯OCTV復(fù)合物的形成方法,其特征在于:該形成方法包括: 在一溶劑中混合該富勒烯客體或其衍生物以及該CTV主體，以形成一混合溶液。
7.如權(quán)利要求6所述的富勒烯OCTV復(fù)合物的形成方法，其特征在于:該溶劑的主要組成包括 CS2、CH2Cl2, CHCl3 或 CHC12CHC12。
8.如權(quán)利要求6所述的富勒烯OCTV復(fù)合物的形成方法，其特征在于:還包括加熱該混合溶液以形成富勒烯@CTV活門囚籠復(fù)合物，該混合溶液的加熱溫度為大于室溫至80°C。
9.一種利用如權(quán)利要求1-5任意一項所述的富勒烯@CTV復(fù)合物來純化出至少一富勒烯或其衍生物的方法，其特征在于:該方法包括: 在一第一溶劑中混合含該富勒烯或其衍生物的混合物以及該CTV主體，以形成至少一該富勒烯OCTV復(fù)合物； 以管柱層析法從所述富勒烯@CTV復(fù)合物中分離出至少一富勒烯OCTV活門囚籠復(fù)合物；以及 在一第二溶劑中解離該富勒烯OCTV活門囚籠復(fù)合物，其中該第二溶劑能溶解該富勒烯@CTV活門囚籠復(fù)合物，以讓該富勒烯@CTV活門囚籠復(fù)合物解離而釋放出富勒烯。
10.如權(quán)利要求9所述的利用富勒烯@CTV活門囚籠復(fù)合物來純化出至少一富勒烯或其衍生物的方法，其特征在于:該第一溶劑的主要組成包括CS2、CH2Cl2, CHCl3或CHCl2CHCl2t5
11.如權(quán)利要求9所述的利用富勒烯@CTV活門囚籠復(fù)合物來純化出至少一富勒烯或其衍生物的方法，其特征在于:該第二溶劑的主要組成包括CS2、CH2C12、CHC13、CHC12CHC12、苯、甲苯或二氯苯。
【文檔編號】C01B31/04GK103771399SQ201310043827
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月17日
【發(fā)明者】邱勝賢, 李明哲 申請人:邱勝賢