Radical Reactions of Fullerenes and their Derivatives

کشف فولرن‌ها، گونه‌های متعلق به پلی آلکن‌های دارای کمبود الکترون با پیوندهای دوگانه ضعیف، فرصت‌های جدیدی را برای شیمی رادیکال باز کرده است. مطالعه پیشگام در این زمینه توسط P. J. Krusic، E. Wasserman، P. N. Keizer، J. R. Morton و K. F. Preston انجام شد (ساینس، 1991، 254، 1184). ترکیب های افزایشی رادیکال فولرنیل که از طریق افزودن اتم ها یا رادیکال های آزاد به فولرن ها تشکیل می شوند، در شیمی آلی مشابهی ندارند. در واقع، رادیکال‌هایی که در آنها الکترون‌های جفت‌نشده روی سطح یک کره یا بیضوی غیرمحلی می‌شوند، قبلاً هرگز مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند. ویژگی غیر معمول رادیکال های فولرنیل نیز به این دلیل است که آنها نوعی موقعیت میانی را بین رادیکال های مسطح و چهار وجهی اشغال می کنند. بنابراین، روشن شدن ویژگی‌های مشخصه رادیکال‌های فولرنیل و واکنش‌پذیری آنها با طیف‌سنجی EPR و مقایسه نتایج با نتایج مطالعات کوانتومی-شیمیایی از اهمیت اساسی برخوردار است. جداسازی محصولات از واکنش‌های همولیتیک فولرن‌ها در مقادیر فله، دری را برای آماده‌سازی در مقیاس بزرگ مشتقات آلی و عناصر آلی جدید از جمله مشتقات فعال بیولوژیکی باز می‌کند. واکنش‌های رادیکال فولرن‌ها کاربرد گسترده‌ای در سنتز پلیمرهای حاوی فولر با ویژگی‌های فتوفیزیکی ارزشمند پیدا می‌کنند. فرومغناطیس کمپلکس با تترا(دی متیل آمینو)اتیلن یافت شده انگیزه ای برای جستجوی روش های جدید برای تهیه پرنده ها ایجاد می کند که یکی از الکترون های جفت نشده در قفس فولرن قرار دارد و دیگری توسط الحاقی حفظ می شود.

The discovery of fullerenes, species belonging to the electronodeficient polyalkenes with weakly conjugated double bonds, has opened novel opportunities for the radical chemistry. Pioneering study in this field was performed by P. J. Krusic, E. Wasserman, P. N. Keizer, J. R. Morton, and K. F. Preston (Science, 1991, 254, 1184). The fullerenyl radical adducts formed via addition of atoms or free radicals to fullerenes have no analogs in organic chemistry. In fact, radicals in which the unpaired electrons are delocalized over the surface of a sphere or ellipsoid have never been studied before. The unusual character of the fullerenyl radicals is also due to the fact that they occupy a sort of intermediate position between the planar and tetrahedral radicals. Thus, the elucidation of the characteristic features of fullerenyl radicals and their reactivity by EPR spectroscopy, and the comparison of the results with those of quantum-chemical studies are of fundamental importance. Isolation of the products from homolytic reactions of fullerenes in bulk amounts opens the door to large-scale preparation of new organic and organoelement derivatives of including biologically active ones. Radical reactions of fullerenes find wide application in the synthesis of fullere- containing polymers with valuable photophysical characteristics. Ferromagnetism of the complex of with tetra(dimethylamino)ethylene found lends impetus to a search of novel methods for preparation of biradicals one unpaired electron of those is located on the fullerene cage while the other retained by the addend.