Page 78 - 《精细化工》2021年第11期
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·2224· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
花烯又称素馨烯，分子式为 C 21 H 12 。花烯以三 气产生超声波，使被激光束气化的碳原子通过喷嘴
亚苯为骨架，在外围形成 3 个五元环，具有碗状结 进入真空膨胀，并迅速冷却，从而得到了 C 60 。富勒
构，深度为 0.111 nm。与碗烯相比，花烯张力更大， 烯 C 60 可发生还原、环加成、氧化、卤化等反应。
因此其化学合成更具挑战性。2003 年, SAKURAI 等 [58] 富勒烯 C 60 及其衍生物因具有独特的笼状分子结构
实现了花烯的全合成。他们以降冰片二烯为原料， 及物理、化学性质，在医药 [63] 、电化学 [64] 、太阳
通过 4 步反应成功合成了碗状分子花烯。这一突破 能受体材料 [65] 等众多领域表现出独特的性能及潜
性进展为花烯及其衍生物在配位化学、有机功能材 在的应用前景。近十年来，钯催化的 C—H 键活
料等领域的应用奠定了基础。 化反应在富勒烯化学中取得长足的发展。
花烯的 C—H 活化研究相对较少。2012 年， 2009 年，ZHU 等 [66] 报道了富勒烯与邻碘苯胺
CHEN 等 [59] 报道了花烯的芳基化反应（反应路线如 的钯催化杂环化合成富勒烯吲哚啉衍生物（反应路
下所示，其中，PCy 3 HBF 4 为三环己基膦氟硼酸盐， 线如下所示）。在醋酸钯催化下，C 60 与取代邻碘苯
DMAc 为二甲基乙酰胺）。该反应以花烯为原料与溴 胺Ⅴb 反应，合成了一系列 C 60 稠合的五元杂环吲哚
代芳烃偶联，当以醋酸钯为催化剂、碳酸铯为碱反 啉类衍生物Ⅴc，产率 31%~42%。吲哚啉及其衍生
应时，生成单取代化合物Ⅳb，产率为 48%；而将碳 物是一种具有生物活性的天然产物和药物的特征结
酸铯换为碳酸钾，并添加 18-冠-6 时，单取代产物 构片段，富勒烯吲哚啉类衍生物在生物医药科学中
Ⅳb 产率为 37%，双取代化合物Ⅳc 产率为 28%。 具有潜在的应用价值。
2012 年，RAJESHKUMAR 等 [67] 报道了室温下
钯催化和杂酸辅助的富勒烯与 N-磺酰基-2-氨基联
2020 年，YAKIYAMA 等 [60] 报道了花烯的分子 芳基的反应（反应路线如下所示，其中，KHSO 5 为
过硫酸氢钾，o-DCB 为邻二氯苯，Ts 为对甲苯磺酰
内合环反应（反应路线如下所示，其中，DBU 为
基， Bs 为对溴磺酰基）。该反应具有高度的区域选
1,8-二氮杂环十一烯）。该反应以花烯为原料，通过
择性，并对芳基部分的吸电子基团和给电子基团都
直接锂化、重排以及钯催化的分子内 C—H 键活化，
具有耐受性。反应得到七元杂环的富勒烯 C 60 衍生
制备了茚花烯的衍生物Ⅳf，产率为 75%。取代基团
物Ⅴe，产率 19%~52%。
影响了其电化学性质，为后续合成碗状液晶材料提
供了思路 [61] 。
富勒烯包括 C 60 、C 70 、C 76 、C 78 、C 84 等不同大 2015 年，ZHOU 等 [68] 报道了钯催化 2-芳基苯甲
小的球状结构，以富勒烯 C 60 为代表进行该类球面 酸与富勒烯 C 60 的 C—H 键活化脱羧环化反应（反应
芳烃的讨论。C 60 是一种完全由碳原子组成的球状中 路线如下所示）。路易斯酸 ZnCl 2 的添加对[4+2]环化
空分子。1985 年，KROTO 等 [62] 发现了富勒烯 C 60 ， 反应起至关重要作用。在醋酸钯和醋酸铜的共同催
他们用大功率激光束轰击石墨使其气化，用高压氦 化作用下，富勒烯 C 60 与 2-芳基苯甲酸反应，脱去
