五元環(huán)是富勒烯的重要構(gòu)筑基元,是形成凸多面體碳籠的關(guān)鍵因素,研究C₅環(huán)的形成對理解富勒烯自下而上的生長機理有著重要的意義.該文通過在石墨電弧放電體系中引入氯源,原位捕獲到了C₅與C₆₀的[4+2]環(huán)加成衍生物C₆₀（C₅Cl₆）.對該分子進行質(zhì)譜和紫外-可見吸收光譜的表征,并利用X-射線單晶衍射明確了C60（C5Cl6）的分子結(jié)構(gòu).此外,還通過一系列C₆₀衍生物的質(zhì)譜表征,對C₅環(huán)和C₆₀（C₅Cl₆）結(jié)構(gòu)的演進路線進行了分析. 

【文章來源】：廈門大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,59(01)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

C60(C5Cl6）的高效液相色譜分離過程

圖2是C60(C5Cl6）的質(zhì)譜圖，插圖是分子離子峰的同位素分布圖．從圖中可以看出，除了質(zhì)荷比（m/z）為991.8的質(zhì)譜峰對應(yīng)于C60(C5Cl6）的分子量，以及720.0的質(zhì)譜峰對應(yīng)于C60外，幾乎再無其他質(zhì)譜信號．這說明通過4輪高效液相色譜分離，已經(jīng)得到具有較高純度的C60(C5Cl6）．圖中出現(xiàn)的C60峰，是由于C60(C5Cl6）在電離源的轟擊下，脫掉C5Cl6而出現(xiàn)的．另外，從插圖可看出C60(C5Cl6）質(zhì)譜峰的同位素分布圖樣及豐度與模擬結(jié)果基本一致．2.2 C60(C5Cl6）的紫外-可見吸收光譜

對純化后的C60(C5Cl6）進行紫外-可見吸收光譜表征，光譜圖如圖3所示，虛線是放大了5倍的譜圖．可以看出，C60(C5Cl6）的吸收峰主要位于321,431,469,610和690nm處．根據(jù)高斯軟件在B3LYP/6-31G(d）方法和基組下運用含時密度泛函（TDDFT）方法計算的結(jié)果可以得到：690nm處的峰可以歸屬為最高占據(jù)分子軌道（HOMO）到最低未占據(jù)分子軌道（LUMO）的躍遷；610nm處則屬于HOMO-3和HOMO-2到LUMO的躍遷以及HOMO到LUMO+1的躍遷；469nm處屬于HOMO-4到LUMO和LUMO+1的躍遷以及HOMO-3和HOMO-2到LUMO+2的躍遷；431nm處屬于HOMO-4到LUMO+2的躍遷；321nm處的歸屬比較復(fù)雜，主要由HOMO-3到LUMO+6軌道的躍遷貢獻．C60(C5Cl6）的起始吸收波長為709 nm，其對應(yīng)的HOMO-LUMO能隙為1.75eV.2.3 C60(C5Cl6）的晶體結(jié)構(gòu)分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]碳電弧中#24106C78Cl6的捕獲與結(jié)構(gòu)表征[J]. 鐘圓圓,田寒蕊,姚陽榕,張欣,石祥美,張美林,謝素原,黃榮彬,鄭蘭蓀.  廈門大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)



本文編號：3587960