Эндоэдральные фуллерены
Эндоэдральные фуллерены — молекулы фуллеренов, в клетку которых заключены один или несколько атомов или молекул. Такие соединения обозначаются формулой Mm@Cn, где M — инкапсулированный атом или молекула, а нижние индексы указывают на число таких атомов и атомов углерода в молекуле фуллерена. Данное обозначение позволяет отличать эндоэдральные молекулы от обычных химических соединений, которые в случае фуллеренов обозначаются символом MmCn.
Классификация
Эндоэдральные фуллерены образуют две основные группы:
- Содержащие внутри углеродного каркаса один или более атомов металла. Известны десятки таких соединений. Эти соединения изучаются спектральными и структурными методами.
- Содержащие внутри углеродного каркаса атомы инертных газов и азота. Взаимодействие между эндоэдральным атомом и углеродным каркасом в этом случае незначительно, получающиеся соединения не обладают новыми специфическими свойствами.
Особого внимания заслуживает эндоэдральный фуллерен, содержащий внутри углеродного каркаса одиночную молекулу воды, так как он становится полярной молекулой, что, во-первых, позволяет отделять такие молекулы от «пустых» фуллеренов, а во-вторых, позволяет измерить поляризацию некоторых ковалентных связей напрямую (что ранее было невозможно из-за присутствия водородных связей, отсутствующих в фуллерене)[2].
Методы исследования
История
Синтез эндоэдральных фуллеренов был впервые осуществлён в 1991 г. путём лазерного облучения мишени из La2O3, графитного порошка и смолы.
Применение
Эндоэдральные фуллерены представляют собой новый класс объектов нанометровых размеров с уникальными физико-химическими свойствами и перспективами практического применения в биологии и медицине. Возможно создание на основе эндоэдральных фуллеренов с радиоактивными нуклидами металлов противораковых лекарств. Данное лекарство способно выборочно облучать опухолевые клетки организма.
Примечания
- Gimenez-Lopez, Maria del Carmen; Chuvilin, Andrey; Kaiser, Ute; Khlobystov, Andrei N. Functionalised endohedral fullerenes in single-walled carbon nanotubes (англ.) // Chem. Commun : journal. — 2011. — Vol. 47, no. 7. — P. 2116. — doi:10.1039/C0CC02929G.
- Элементы — новости науки: «Сухая вода» помогла измерить поляризацию ковалентных связей
Литература
- Сидоров Л. Н., Иоффе И. Н. Эндоэдральные фуллерены // Соросовский образовательный журнал, 2001, т 7, № 8, c. 30-36;
- Золотухин И. В. Фуллерит — новая форма углерода // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 2. С. 51-56.
- Блюменфельд Л. А., Тихонов А. Н. Электронный парамагнитный резонанс // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 9. С. 91-99.
- Вовна В. И. Фотоэлектронная спектроскопия молекул // Соросовский Образовательный Журнал. 1999. № 1. С. 86-91.
- Порай-Кошиц М. А. Основы структурного анализа химических соединений. М.: Высш. шк., 1982.
- Ведринский Р. В. EXAFS-спектроскопия — новый метод структурного анализа // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 5. С. 79-84.
- Воронков В. К. Ядерный магнитный резонанс // Соросовский Образовательный Журнал. № 10. С. 70-75.
- Юровская М. А. Методы получения производных фуллеренов // Соросовский Образовательный Журнал. 2000. Т. 6, № 5. С. 26-30.
- Сидоров Л. Н., Макеев Ю. А. Химия фуллеренов // Соросовский Образовательный Журнал. 2000, № 5., С. 21-25.
- Костиков Р. Р. Принципы органического синтеза // Соросовский Образовательный Журнал. 1999. № 1. С. 19-27.
- Тихонов А. Н. Спиновые метки // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 1. С. 8-15.
- Воронов В. К., Подоплелов А. В. Современная физика: Учебное пособие. — М.: КомКнига, 2005. — 512 с., 2005 г., ISBN 5-484-00058-0, тир. 5000 экз.,
Гл. 5. Атомная физика, п. 5.8. Эндоэдральные соединения c. 287—289.