Dissertation von
Berthold Nuber

Stickstoffheterofullerene:
Darstellung und Reaktionen


Multimediale Elemente
Druckdateien PS/PDF

Abkürzungen

Danksagung

1. Allgemeiner Teil

1.1. Einleitung

1.2. Struktur der Fullerene C60 und C70

1.3. Reaktivität der Fullerene
1.3.1. Exohedrale Fullerenaddukte
1.3.2. Heterofullerene
1.3.3. Endohedrale Fullerenkomplexe

2. Aufgabenstellung

3. Ergebnisse

3.1. Vorbemerkung

3.2. Die Monoazaheterofullerene (C59N)2 und (C69N)2
3.2.1. Darstellung und spektroskopische Eigenschaften
3.2.2. Die Struktur von (C59N)2
3.2.3. Das 1-(Methoxyethoxy)aza[60]fulleren (18)
3.2.4. Mechanistische Überlegungen
3.2.5. Die Vorstufen der Heterofullerendarstellung
3.2.5.1. Röntgenstruktur der Verbindung C60N3MEM (1b)


3.2.5.2. Die unmittelbaren Ausgangsverbindungen der Heterofulleren-Synthese
3.2.6. Die vom C70 abgeleiteten Heterofullerene (C69N)2 und ROC69N
3.2.7. Synthese aus Azahomofullerenen nach Wudl81
3.2.8. Vergleich der beiden Methoden

3.3. Chemische Reaktionen des (C59N)2
3.3.1. Vorbemerkung
3.3.2. Bildung arylierter Verbindungen ArC59N
3.3.3. Oxidation mit Sauerstoff
3.3.4. Umsetzung von (C59N)2 mit Brom

3.4. Gerüstmodifikationen am C60 und Versuche zur Darstellung mehrfach substituierter N-Heterofullerene
3.4.1. Einleitung
3.4.2. Strategie
3.4.3. Addition tether-verbrückter Bisazide an C60 und C70
3.4.3.1. Die verwendeten Azide
3.4.3.2. Umsetzung von C60 mit 44
3.4.3.3. Umsetzung von C60 mit 45a und 45b zu Bistriazolinverbindungen
3.4.3.4. Darstellung von Bisazahomofullerenen aus 49a,b
3.4.3.5. Umsetzung von C70 mit Bisazidomethylether (45b)
3.4.3.6. Öffnungsreaktionen
3.4.3.7. Massenspektrometrische Fragmentierung zu Heterofullerenen
3.4.3.8. Darstellung makroskopischer Mengen (C59N)2
3.4.3.9. Welche Struktur besitzen die Verbindungen 56 und 57?
3.4.3.10. Darstellung endohedraler Komplexe aus geöffneten Fullerenderivaten

3.5. Die dritte Gruppe von N-funktionalisierten Fullerenen: Endohedrale Stickstoff-Fullerene
3.5.1. Vorbemerkungen
3.5.2. Darstellung von N@C60
3.5.3. Nachweis und Eigenschaften von N@C60
3.5.4. Die innere und äußere Oberfläche von C60 - ein Vergleich
3.5.5. Mechanismus des Stickstoffaustritts aus N@C60
3.5.6. Versuche zur Darstellung von N@C60 aus funktionalisierten Fullerenverbindungen
3.5.7. Chemische Modifikationen an N@C60

4. Zusammenfassung

5.Experimenteller Teil

5.1. Verzeichnis der verwendeten Geräte

5.2. Synthesen
5.2.1. Methoxyethoxymethylazid (21)
5.2.2. 1,2-Dihydro-(4’,5’-dihydro-1’-ethoxyethoxymethyltriazolo) [60]fulleren (1b)
5.2.3. 1,6;1,9-Bis-{aza-(N-methoxyethoxymethyl)}homo[60]fulleren (4b)
5.2.4. 1,6;1,9-Bis-(aza-[N-methoxyethoxymethyl])homo[70]fulleren (22) und 2,3;2,12-Bis-(aza-[N-methoxyethoxymethyl])homo[70]fulleren (23)
5.2.5. Bis(aza[60]fulleren) (17) und 1-(Methoxyethoxy)aza[60]fulleren (18)
5.2.6. Optimierte Synthese des Bis(aza[60]fulleren) (17)
5.2.7. A,A’-Bis(aza[70]fulleren) (24), A,B’-Bis(aza[70]fulleren) (25), B,B’-Bis(aza[70]fulleren) (26), A-(Methoxyethoxy)aza[70]fulleren (27) und B-(Methoxyethoxy)aza[70]fulleren (28)
5.2.8. 1-(p-Anisyl)aza[60]fulleren (35)
5.2.9. 1-(p-Toluyl)aza[60]fulleren (36)
5.2.10. 1-(1’-Chlornaphthyl)aza[60]fulleren (37) (Isomerengemisch)
5.2.11. Bis(aza[60]fulleren)-N-oxid (38)
5.2.12. Umsetzung von Bis(aza[60]fulleren) (17) mit Brom
5.2.13. Bischlormethoxyethylether (46)
5.2.14. Bisazidomethoxyethylether (44)
5.2.15. 1,3-Diazidopropan (45a)
5.2.16. Bisazidomethylether (45b)
5.2.17. 1,6;1,9-Bis-{aza-(N,N’-methoxyethoxyethoxymethyl)}-homo[60]- fulleren (48)
5.2.18. cis-1-Bis-{4’,5’-dihydro-(N,N’-propyl)triazolo}[60]fulleren (49a)
5.2.19. 1,6;7,8-Bis-{aza-(N,N’-propyl)}homo[60]fulleren (50a)
5.2.20. cis-1-Bis-{4’,5’-dihydro-(N,N’-methoxymethyl)triazolo}[60]-fulleren (49b)
5.2.21. 1,6;7,8-Bis-{aza-(N,N’-methoxymethyl)}homo[60]fulleren (50b)
5.2.22. 1,2;5,6-Tetrahydro-bis-{4’,5’-dihydro-(N,N’-methoxymethyl)tria- zolo}[70] fulleren (53) und 1,2;3,4-Tetrahydro-bis-{4’,5’-dihydro- (N,N’-methoxymethyl)-triazolo}[70]fulleren (54)
5.2.23. 1,6;7,8-Bis-{aza-(N,N’-propyl)}homo[60]fulleren-ketolactam (56)
5.2.24 Optimierte Synthese von 1,6;7,8-Bis-{aza-(N,N’-propyl)}homo-[60]fulleren-ketolactam (56)
5.2.25. 1,6;7,8-Bis-{aza-NH}homo[60]fulleren-ketolactam (57) und die Bisketoverbindung (58)
5.2.26. Synthese von Bis(aza[60]fulleren) (17) aus 57

6. Literatur

7. Anhang: Kristallstrukturanalyse von C60N3MEM (1b)

Lebenslauf


Konvertiert vom Dissertationen Online Team am CCC der Universität Erlangen
dissertationen@ccc.chemie.uni-erlangen.de